DE2709284A1

DE2709284A1 - Vorrichtung zum konzentrieren von energie

Info

Publication number: DE2709284A1
Application number: DE19772709284
Authority: DE
Inventors: Arnulf Rabl; Roland Winston
Original assignee: US Department of Energy
Current assignee: US Department of Energy
Priority date: 1976-03-03
Filing date: 1977-03-03
Publication date: 1977-09-15
Also published as: JPS52107849A; GB1562015A; CA1076907A; IT1085925B; US4130107A; FR2343263A1

Description

UNITED STATES ENERGY RESEARCH AND DEVELOPMENT ADMINISTRATION, Washington, D.C. 20545, U.S.A.

Vorrichtung zum Konzentrieren von Energie

Die Erfindung bezieht sich auf ei ie Vorrichtung zum Konzentrieren von Strahlungsenergie, insbesondere von Sonnenenergie, d.h. die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Solar-Konzentrationsvorrichtung, die insbesondere eingeschränkte Austrittswinkel verwendet.

Auf dem Gebiet der Sammlung von Strahlungsenergie aus solaren Quellen gibt es einen zylindrisch ausgebildeten Kollektor, der dadurch gebildet ist, daß man einen transversal verlaufenden Querschnitt in Längsrichtung ausstreckt, um ein trogartiges Gebilde vorzusehen; Beispiele solcher Kollektoren sind im US-Patent 3 923 381, der DT-OS 26 24 221 und der Zeitschrift "Solar Energy", Bd. 16, Nr. 2, S. 89-95 (1974) beschrieben. Derartige Konzentraticisvorrichtungen konzentrieren die auf eine Eintrittsöffnung innerhalb eines gegebenen Aufnahmewinkels auftreffende Strahlung auf eine Austrittsöffnung oder auf die Oberfläche eines Energieabsorbers, der an der Austrittsöffnung angeordnet ist, wobei die Fläche der Austrittsöffnung oder die Oberfläche des Absorbers kleiner ist als die der Eintrittsöffnung. Bei manchen der zylindrischen Kollektoren ist die die Austrittsöffnung oder die Ober-

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fläche des Absorbers erreichende Energie vollständig diffus, d.h. sie ist über sämtliche Einfallswinkel an der Austrittsöffnung oder der Oberfläche des Absorbers kleiner als 90° verteilt.

Auf dem Gebiet der Sonnenenergieeinsammlung gibt es viele Anwendungsfälle, wo große Strahlungswinkel, d.h. Winkel nahe 90°, einfallend an der Austrittsöffnung oder der Oberfläche des Absorbers nicht zweckmäßig sind. Beispielsweise besitzen viele Energieabsorptionsmaterialien, die an der Austrittsöffnung angeordnet werden könnten, ein schlechtes Absorptionsvermögen bei großen Einfallswinkeln. Für einen Absorber mit einer selektiven Oberfläche, wie beispielsweise einem Sandwich aus Aluminiumoxid, Molybdän und Aluminiumoxid, fällt das Absorptionsvermögen bei Einfallswinkeln oberhalb 60° stark ab. In Anwendungsfällen, wo eine Glasplatte zur Verminderung der Konvektion über dem Absorber angeordnet ist, wird die mit großen Winkeln einfallende Strahlung zumeist vom Glas reflektiert und erreicht den Absorber nicht. Einige Absorber der Fotoelementbauart werden bei großen Einfallswinkeln reflektierend. Wenn ein Teil der reflektierten Strahlen, die anderenfalls an der Austrittsöffnung oder am Absorber unter grösseren als den gewünschten Winkeln einfallen würden, innerhalb eines gewünschten Bereichs geleitet werden, so kann man einen erhöhten Wirkungsgrad bei der Absorption erhalten.

Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, eine Vorrichtung zur Sammlung und Konzentration von Sonnenstrahlung vorzusehen, und zwar insbesondere eine nicht abbildende Sonnenenergie-Sammlungsvorrichtung, die eingeschränkte Strahlungseinfallswinkel an der Austrittsöffnung oder der Oberfläche eines Energieabsorbers aufweist, welch letzterer an der Austrittsöffnung angeordnet ist.

Zusammenfassung der Erfindung. Es ist eine Strahlungsenergie-Konzentrations- und Sammlungsvorrichtung vorgesehen, welche

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mindestens eine reflektierende Seitenwand besitzt. Die Wand reflektiert einfallende Energie auf die Austrittsöffnung oder auf die Oberfläche eines Energieempfängers. Die Energiequelle kann von endlicher Abmessung sein und mit einem endlichen oder unendlichen Abstand gegenüber dem Kollektor angeordnet sein. Die Form der Wand ist derart definiert, daß der Einfallswinkel der Energie an der Austrittsöffnung oder an der Oberfläche eines Absorbers auf die gewünschten Werte beschränkt ist.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen transversalen Querschnitt einer Strahlungsenergiesammlungs- und Konzentrations-Vorrichtung mit eingeschränkten Einfallswinkeln an der Austrittsöffnung für eine Quelle mit unendlichem Abstand gegenüber dem Kollektor;

Fig. 2 einen trogförmigen Kollektor, wie er als primärer Sonnenenergiekollektor verwendbar ist;

Fig. 3 einen transversalen Querschnitt einer Strahlungsenergiesammlungs- und Konzentrations-Vorrichtung mit eingeschränkten Austritts-Einfallswinkeln an der Austrittsöffnung für eine Energiequelle von endlicher Abmessung und Abstand gegenüber der Konzentrationsvorrichtung;

Fig. 4 eine trogförmige Ausbildung zur Verwendung als sekundären Sonnenenergiekollektor;

Fig. 5 und 6 Ausführungsbeispiele der Erfindung zur Einschränkung des Einfallswinkels auf der Oberfläche eines Energieabsorbers;

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Fig. 7 einen konusförmigen Kollektor.

In den Fig. 1, 3, 5 und 6 sind transversale Querschnitte von verschiedenen Ausführungsbeispielen von erfindungsgemäßen zylindrischen Vorrichtungen dargestellt, welche elektromagnetische Energie konzentrieren und sammeln. Diese Vorrichtungen können als zylindrische Kollektoren verwendet werden, wobei in diesem Fall die körperliche Ausbildung des Kollektors dadurch gebildet wird, daß man die Querschnitte längs einer Achse senkrecht zur Transversalquerschnittsebene erstreckt, um ein trogförmiges Gebilde vorzusehen, wie dies unter Bezugnahme auf Fig. 2 und Fig. 4 beschrieben wird. Die Ausführungsbeispiele der Fig. 1 und Fig. 3 können auch als konische Kollektoren Verwendung finden, wobei in diesem Fall die körperliche Ausbildung des Kollektors durch Rotation um eine Achse zur Ausbildung eines konusartigen Gebildes erreicht wird, wie dies unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben werden wird. Die Funktion jeder derartigen Vorrichtung besteht darin, die Strahlungsenergie, wie beispielsweise die von der Sonne kommende Energie, zu konzentrieren, und zwar innerhalb eines Bereichs von Winkeln an der Eintrittsöffnung 10 jedes Kollektors auf eine Austrittsöffnung 12 hin, die eine kleinere Fläche als die Eintrittsöffnung 10 besitzt, wie dies in den Fig. 1 und 3 dargestellt ist, oder aber die Konzentration erfolgt auf die Oberfläche eines Energieabsorbers 13 hin, wie dies in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist. An und koplanar mit der Austrittsöffnung 12 der Fig. 1 und 3 kann eine Energieabsorberoberfläche angeordnet sein, um die einfallende Energie auszunutzen.

Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Entwicklung der Form der konzentrierenden Seitenwände, welche einfallende Energie auf die Austrittsöffnung 12 oder die Oberfläche des Energieabsorbers 13 derart reflektieren, daß der Einfallswinkel der Energie an der Austrittsöffnung 12 oder der Oberfläche des Absorbers 13 kleiner ist oder gleich einem gegebenen Winkel A, wobei A < 90°. Betrachtet man beispielsweise den in Fig. 1 gezeigten Kollektor mit Seitenwänden 14 und

16, wo der Winkel der einfallenden Strahlungsenergie an der Austrittsöffnung 12 kleiner oder gleich groß A sein soll. Für dieses Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß Energie von einer Quelle mit unendlichem Abstand gegenüber dem Kollektor kommt, so daß man die einfallenden Strahlen als parallel verlaufend annehmen kann. Die Wand 14 besteht dann aus zwei Teilen. Der erste Teil 18 besitzt einen transversalen Querschnitt in der Form einer geraden Linie, die sich von der Kante 20 der Austrittsöffnung 12 aus zum Schnittpunkt 21 mit der Begrenzungslinie 22 erstreckt. Die Begrenzungslinie 22 ist als diejenige Linie definiert, welche durch die Kante 24 von öffnung 12 entgegengesetzt zu Kante 20 verläuft, und welche die Bezugsachse 26 auf der gleichen Seite der Austrittsöffnung 12 wie Wand 14 unter dem Winkel A schneidet. Die Bezugsachse 26 ist eine senkrecht zur Austrittsöffnung 12 und durch diese hindurch verlaufende Linie. Der zweite Teil 28 der Wand 14 besitzt einen transversalen* Querschnitt in der Form eines Abschnitts einer Parabel, deren Punkt sich auf der Kante 24 der öffnung 12 befindet, und deren Achse 29 eine Linie ist, welche durch die Kante 24 verläuft, welche die Achse 26 auf der entgegengesetzten Seite der öffnung 12 von der Wand 14 unter einem Winkel B schneidet. Der zweite Teil 28 der Wand 14 endet am Schnitt 30 mit der Schattenlinie 31. Die Schattenlinie 31 ist eine Linie, welche durch die Kante 24 verläuft und die Achse 26 auf der gleichen Seite in der Austrittsöffnung 12 wie Wand 14 unter einem Winkel D schneidet.

Die Form der Wand 16 ist in der gleichen Weise bestimmt wie die der Wand 14. Die Wand 16 liegt im wesentlichen entgegengesetzt zur Wand 14 und besitzt einen ersten Teil 32, dessen transversaler Querschnitt eine gerade Linie ist, die sich von der Kante 24 der öffnung 12 aus zum Punkt 34 erstreckt, wo sich Teil 32 mit der Begrenzungslinie 36 schneidet. Die Begrenzungslinie 36 ist eine durch die Kante 20 verlaufende Linie, welche die Achse 26 unter einem Winkel A auf der gleichen Seite der öffnung 12 wie Wand 16 schneidet. Der zweite Teil 38 der Wand

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erstreckt sich vom ersten Teil 32 am Punkt 34 aus und besitzt einen transversalen Querschnitt in der Form eines Abschnitts einer Parabel, deren Brennpunkt sich an der Kante 20 der Austrittsöffnung 12 befindet und deren Achse 40 eine Linie ist, die durch die Kante 20 verläuft und die Achse 26 auf der entgegengesetzten Seite der öffnung 12 gegenüber Wand 14 unter einem Winkel D schneidet und daher parallel zur Schattenlinie 31 verläuft. Der zweite Teil 38 der Wand 16 endet am Schnittpunkt 42 mit der Schattenlinie 44. Die Schattenlinie 44 ist eine durch die Kante 20 laufende Linie und schneidet die Achse 26 auf der gleichen Seite der Austrittsöffnung 12 wie Wand 16 unter einem Winkel B.

Die Winkel B und D bestimmen den Aufnahmewinkel der Vorrichtung, und jeder ist der Winkel, über den hinweg Strahlung längs einer Linie empfangen wird, die einen Winkel gleich oder kleiner als B bzw. D mit der Bezugsachse 26 bildet und zur Austrittsöffnung 12 durch Wände 14 bzw. 16 geleitet wird, und zwar unter der Annahme, daß die Energiequelle einen unendlichen Abstand gegenüber dem Kollektor besitzt. Der ideale Kollektor zur Leitung sämtlicher einfallender Energie auf die Wände 14 und 16 ist im US-Patent 3 923 381 beschrieben. Bei dem dort beschriebenen Kollektor fällt jedoch ein Teil der an der Austrittsöffnung 12 einfallenden Energie infolge der Reflexion durch die Seitenwände unter Winkeln ein, die größer sind als dies für manche Absorberbauarten erwünscht ist, die an der Austrittsöffnung 12 angeordnet werden könnten. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Einschränkung des Einfallswinkels auf weniger als oder gleich groß A. Die in Fig. 1 gezeigte Lösung ist die ideale Lösung für den Fall einer unendlichen Quelle mit Konzentration an einer Austrittsöffnung 12 oder auf einem flachen planaren Absorber angeordnet an der Austrittsöffnung 12. Dies bedeutet, daß in der Idealsituation sich kein Teil des Absorbers über die Linie erstreckt, die der Austrittsöffnung 12 zwischen den Punkten 20 und 24 definiert. Natürlich könnte ein sich über die öffnung 12 hinaus erstreckender Absorber verwendet werden, aber der

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ideale Kollektionswirkungsgrad bei den eingeschränkten Einfallswinkeln würde nicht erhalten. Ein Beispiel für einen flachen planaren Absorber wäre ein Fotoelement. Natürlich braucht kein Absorber genau an der Austrittsöffnung 12 angeordnet zu sein. In einem solchen Fall könnte irgendeine Anordnung an der Austrittsöffnung 12 vorgesehen sein, um die austretende Energie einzufangen.

Ein Beispiel der praktischen Ausführung des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 ist in Fig. 2 dargestellt. Hier wird der Kollektor zur Sammlung und Konzentration von Energie von Sonne 50 verwendet. Der Kollektor 52 besitzt einen transversalen Querschnitt, der sich längs einer Achse senkrecht zum in Fig. 1 gezeigten Querschnitt erstreckt, um einen trogartigen zylindrischen Kollektor zu bilden. Flache reflektierende Endwände 54 und 56 umschließen den Kollektor 50 vollständig. Konzentrationswände 58 und 60, deren Form wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben erzeugt wurde, und Seitenwände und 54 besitzen ein reflektierendes Material, beispielsweise Aluminium oder Silber, welches im wesentlichen die ganze Sonnenenergie reflektiert, die darauf von der Sonne einfällt. Die reflektierte Energie wird durch diese reflektierenden Wände auf die Austrittsöffnung gelenkt, wo bei diesem Ausführungsbeispiel ein planarer Energieabsorber 62, wie beispielsweise ein Fotoelement, angeordnet ist. Mit dem Absorber 62 sind Verbindungen vorgesehen, um die Ausnutzung der dort absorbierten Energ e durch Ausnutzungsmittel 64 zu gestatten.

Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem Energie von einer Quelle 70 kommt, die eine endliche durch die Punkte 72 und 74 definierte Abmessung besitzt, sowie mit einem endlichen Abstand gegenüber dem Kollektor angeordnet ist. In einem solchen Fall kann nicht angenommen werden, daß die Energie nur in parallelen Strahlen ausgesandt wird, wie dies der Fall beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 war. Die Seitenwände 76 und 77 leiten die bei Eingangsöffnung

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10 eintretende Energie zur Austrittsöffnung 12 derart, daß der Einfallswinkel an der Öffnung 12 kleiner ist oder gleich A. Wie bei Fig. 1 ist diese Lösung ideal für Energie, die an einer Austrittsöffnung oder auf der Oberfläche eines flachen Absorbers angeordnet koplanar mit der Austrittsöffnung einfällt. Wand 76 besteht aus zwei Teilen. Der erste Teil 78 besitzt einen transversalen Querschnitt in der Form eines Abschnitts einer Parabel und erstreckt sich von der Kante 24 der Austrittsöffnung 12 zum Schnittpunkt 80 mit Begrenzungslinie 81. Begrenzungslinie 81 ist als eine Linie definiert, welche durch die Kante 20 der Öffnung 12 entgegengesetzt zur Kante 24 läuft, und welche die Bezugsachse 26 auf der gleichen Seite der Austrittsöffnung 12 wie Wand 76 unter dem Winkel A schneidet. Der parabolische Abschnitt 78 besitzt als seinen Brennpunkt den Punkt 74 der Quelle 83 und als seine Achse eine Linie 83, welche durch den Punkt 74 verläuft und die Achse auf der entgegengesetzten Seite der Quelle 70 gegenüber Wand 76 unter einem Winkel A schneidet. Der Scheitel des Parabelabschnitts 78 befindet sich auch auf der entgegengesetzten Seite der Quelle 70 gegenüber Wand 76. Der zweite Teil 85 der Wand 76 erstreckt sich vom ersten Teil 78 aus zum Schnitt 86 mit Schattenlinie 87. Die Schattenlinie 87 ist eine Linie zwischen Kantenpu'ikten 20 und 72, welche die Achse 26 unter einem Winkel G schneidet. Der zweite Teil 85 ist ein Teil einer Ellipse, deren Brennpunkte die Punkte 74 und 20 sind.

Die Form der Wand 77 ist in der gleichen Weise wie die von der Wand 76 bestimmt. Die Wand 77 befindet sich im wesentlichen entgegengesetzt zur Wand 76 und weist einen ersten Teil 89 auf, dessen transversaler Querschnitt ein Abschnitt einer Parabel ist und sich von Kantenpunkt 20 zu Punkt 90 erstreckt, wo sich Teil 89 mit Begrenzungslinie 91 schneidet. Die Begrenzungslinie 91 ist eine Linie durch den Kantenpunkt 24 und schneidet die Achse 26 unter einem Winkel A auf der gleichen Seite der Öffnung 12 wie Wand 77. Der Parabelabschnitt 89 besitzt als Brennpunkt den Punkt 72 und als Achse eine Linie 92, die durch Punkt 72 verläuft und die Achse 26 auf der entgegensetzten Seite der Quelle 70 gegenüber Wand 77 unter einem Winkel

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A schneidet. Der Scheitel des Parabelabschnitts 89 befindet sich ebenfalls auf der entgegengesetzten Seite der Quelle 70 gegenüber Wand 77. Der zweite Teil 93 der Wand 77 erstreckt sich vom ersten Teil 89 am Punkt 90 aus, und zwar zum Schnitt 94 mit der Schattenlinie 95 hin. Die Schattenlinie 95 ist eine Linie zwischen den Kantenpunkten 24 und 74 und kreuzt die Achse 26 unter einem Winkel F. Der zweite Teil 93 ist ein elliptischer Teil, wobei die Brennpunkte an den Punkten 72 und 24 liegen. Wenn die Öffnung 12 symmetrisch ist, so sind die Aufnahmewinkel G und F gleich, und der Kollektor hat symmetrische Wände 76 und 77. Wenn die Öffnung 12 unsymmetrisch zur Quelle 70 ist,so sind die Winkel G und F nicht gleich, und die Wände 76 und 77 sind unsymmetrisch.

Ein praktisches Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist in Fig. 4 gezeigt. Hier wird der Kollektor als ein sekundärer Kollektor verwendet. Energie von der Sonne 100 wird anfangs durch Primärkollektor 102 gesammelt, der eine Anordnung von Spiegeln sein kann. Die auf Kollektor 102 einfallende Energie wird zum sekundären Kollektor 104 gelenkt. Kollektor 104 besitzt einen transversalen Querschnitt entwickelt bezüglich der Kantenpunkte der Primärquelle 102 und erzeugt längs Achse 105 senkrecht zum Querschnitt zur Bildung des trogförmigen zylindrischen Kollektors. Flache reflektierende Endwände 106 und 107 umschließen den Kollektor vollständig.

Ein weiteres Beispiel der Anwendung der Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 1 und 3 ist in Fig. 7 gezeigt. Hier wird die gewünschte Form zur Bildung eines konusartigen Gebildes 172 um die Achse 171 gedreht. Ein Energieabsorber oder eine Falle kann an der Austrittsöffnung 174 des Konus 172 angeordnet sein. Ein derartiger Konus kann in den bekannten Anordnungen aus Konen verwendet werden.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist der ideale Kollektor mit eingeschränkten Austrittswinkeln für den Fall, wo die Energie als von einer unendlich fernen Quelle kommend an-

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genommen ist und an der Austrittsöffnung oder auf die Oberfläche eines flachen Empfängers an der Austrittsöffnung konzentriert wird. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist der ideale Kollektor mit eingeschränkten Austrittswinkeln für den Fall, wo die Energie von einer Quelle mit endlicher Abmessung und endlichem Abstand gegenüber dem Kollektor kommt und an der Austrittsöffnung oder der Oberfläche eines flachen Empfängers angeordnet an der Austrittsoberfläche konzentriert wird. Die in den Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsformen sind für den Fall eines nicht ebenen Empfängers, auf den Energie gerichtet wird, wobei die Energiequelle entweder eine unendliche Quelle für Fig. 5 oder eine endliche Quelle für Fig. 6 ist.

In Fig. 5 ist ein Kollektor dargestellt, wo angenommen ist, daß sich die Quelle mit einem unendlichen Abstand gegenüber dem Kollektor befindet und Energie wird auf die Oberfläche eines Energieempfängers 13 derart gelenkt, daß der Einfallswinkel dieser Energie auf der Oberfläche vorzugsweise weniger oder gleich dem Winkel A ist. Der Empfänger 13 kann beispielsweise ein Strömungsmittel enthaltendes Rohr, ein Fotoelement oder irgendeine andere Energieempfängerart sein, die auf Strahlungsenergie anspricht. Als erstes wird die Einschränkung des Einfallswinkels der Strahlen auf die nicht beschattete Oberfläche 110 des Empfängers 113 betrachtet. Energie wird auf die Oberfläche 110 durch die ersten Teile 113 und 115 der Seitenwände 112 bzw. 114 gelenkt. Die nicht beschattete Oberfläche 110, auf die Energie gerichtet werden soll, ist auf die konvexe Form beschränkt, so daß irgendeine tangential zum Umfang der Oberfläche 110 verlaufende Linie nicht irgendeinen anderen Punkt auf Oberfläche 110 kreuzt. Ein konvexer Teil umfaßt innerhalb seiner Definition auch einen flachen ebenen Absorber angeordnet längs der Achse 116, der den nicht beschatteten konvexen Teil des Empfängers 13 bildet. Demgemäß sind die Ausführungsbeispiele der Fig. 1 und 3 Spezialfälle der zu gebenden Beschreibung. Die Achse 116 ist die Tangentialpunkte 118 und 120 verbindende Linie. Die Tangentialpunkte 118 und 120 sind

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durch Tangenten- oder Schattenlinien 122 bzw. 124 bestimmt. Jede Tangentenlinie erstreckt sich zu einem Kantenpunkt 118 oder 120 und schneidet die Achse 126 an dem Aufnahmewinkel der Vorrichtung in der gleichen Weise wie die Schattenlinien der Fig. 1. Achse 126 ist eine Bezugsachse senkrecht zur Achse 116 und verläuft durch den nicht beschatteten konvexen Teil des Empfängers 13. Für Wand 112 ist der Aufnahmewinkel D und somit schneidet Linie 124 die Achse 126 unter dem Winkel D. Für die Wand 114 ist der Aufnahmewinkel B, so daß Linie die Achse 126 unter dem Winkel B schneidet. Jede Tangentiallinie und 124 schneidet den Tangentialpunkt 118 oder 120 längs Oberfläche 110 und verläuft tangential zur Oberfläche 110 längs Achse 116. Die ersten Teile 113 und 115 der Form jeder Wand 112 bzw. 114 sind durch die Bedingung definiert, daß jede mit dem Aufnahmewinkel auf die Wände einfallende Strahlung zur Oberfläche 110 derart reflektiert wird, daß der Einfallwinkel an der Oberfläche des Empfängers der Winkel A ist.

Der erste Teil 113 erstreckt sich vom Schnittpunkt 117 der Wand 112 mit der Schattenlinie 124 aus, und zwar nicht weiter als bis zu Punkt 121, wo die Wand 112 die Schattenlinie 122 schneidet. Der erste Teil 115 erstreckt sich vom Schnittpunkt 119 der Wand 114 mit der Schattenlinie 122 aus, und zwar nicht weiter als bis zum Punkt 123, wo die Wand 114 die Schattenlinie 124 schneidet. Es sei nunmehr Strahl 128 betrachtet, der die Achse 126 unter dem Winkel D schneidet. Der erste Teil der Wand 112 leitet die längs Strahl 128 einfallende Energie längs eines Pfades 130 derart, daß der Einfallswinkel des Strahls 130 auf der Oberfläche 110 sich unter dem Winkel A befindet. Der Einfallswinkel ist definiert als der Winkel, den der Strahl 130 mit einer Linie 132 senkrecht zur Oberfläche 110 am Tangentialpunkt des Strahls 130 mit der Oberfläche 110 bildet. Die gleiche Definition gilt für den ersten Teil 115 der Wand 114, wobei sämtliche darauf unter einem Winkel B einfallenden Strahlen derart geleitet werden, daß sie auf der Oberfläche 110 unter Winkel A einfallen.

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Wenn der Aufnahmewinkel 2 θ₁ der Kollektoren der Fig. 1 und Fig. 5, der durch den Ausdruck 2 θ .. = B + D gegeben ist und im Bereich der Einfallswinkel der Energie an der Eintrittsöffnung 1O liegt, und der maximal zulässige Einfallswinkel θ₂ an der Austrittsöffnung oder an der Oberfläche des Absorbers angegeben sind, so erreichen die Kollektorkonstruktionen gemäß Fig. 1 und Fig. 5 die höchstmögliche Konzentration C, wie sie nach dem zweiten Gesetz der Thermodynamik zulässig ist, C ist durch den folgenden Ausdruck bestimmt:

sin θ₂

C = (1)

sin O₁

Die im US-Patent 3 923 381 beschriebenen Konzentrationsvorrichtungen und die in der Publikation "Solar Energy" gezeigten besitzen O- -Ί\ /2, und daher gilt

C = (2)

sin θ₁

Wenn die an der Austrittsöffnung einfallenden oder auf die Oberfläche dos Absorbers auftreffenden Strahlen weniger als Il /2 haben, so wird C kleiner als das maximale C der Gleichung 2. Dies ist nicht bedeutsam, wenn der Einfallswinkel an der Austrittsöffnung eingeschränkt ist, und zwar infolge von Absorbern, welche die Strahlung unter Winkeln größer als ein vorbestimmter Wert nicht ausnutzen können.

In Fig. 1 ist für maximales C mit θ₁ ώ*"\Υ/2 Winkel E, den die ersten Teile 18 und 32 mit der Achse 26 bilden, definiert durch den Ausdruck E = 1/2 O₂ - θ^), so daß für die Wand 14E = 1/2 (A - B) und für Wand 16E= 1/2 (A - D) gilt. Verglichen mit der idealen Konzentriervorrichtung gestattet die (A - B) und (A - D)-Transformation von der idealen Konzentration die Erreichung höherer optischer Wirkungsgrade bei Sonnenkollek-

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toren infolge des besseren Absorptionsvermögens bestimmter Absorptionsvorrichtungen bei kleineren Winkeln. Strahlen, die ansonsten auf die Austrittsöffnung 12 unter Winkeln größer als A auftreffen würden, werden nunmehr unter kleineren Winkeln abgelenkt, was die Absorption durch die Absorptionsvorrichtung gestattet. In einigen Anwendungsfällen ist dies wichtiger als sich ergebende Abnahme der Konzentration, obwohl selbst für einen Winkel A mit einer Kleinheit von 60 die Konzentration noch immer 0,87 der idealen Konzentration ist. Eine ähnliche Analyse der Konzentration gilt für alle anderen hier beschriebenen Ausführungsbeispiele.

Wenn in den Fig. 1 oder 5B=D, so werden Wände 14 und 16 oder Wände 14 und 16 oder Wände 112 und 114 symmetrisch zur Achse 26 oder Achse 126, und die Konzentration wird über das ganze Jahr hinweg gleichförmig. Es kann jedoch zweckmäßig sein, eine variable Konzentration vorzusehen, beispielsweise eine höhere Konzentration im Winter als im Sommer oder umgekehrt. In diesem Fall ist B=D, und die Seitenwände sind nicht symmetrisch. Die Konstruktion jeder Wand wird durch den entsprechenden Aufnahmewinkel B oder D bestimmt.

Fig. 6 zeigt einen Kollektor mit einem Absorber 13, der mit einem endlichen Abstand gegenüber einer Quelle 140 angeordnet ist. Die Quelle 140 besitzt eine endliche Abmessung definiert durch die Punkte 142 und 144. Wie bei Fig. 5 wird als erstes nur der nicht beschattete Teil des Absorbers 13 besprochen, der entsprechend der zurvor gegebenen Definition konvex ist, wobei die Oberfläche 141 des Empfängers 13 zur Definition der Seitenwandform verwendet wird. Die Tangenten- oder Schattenlinien 143 und 145, welche den Äufnahmewinkel definieren, werden nunmehr von einem Kantenpunkt 142 oder 144 zum konjugierten Tangentenpunkt 118 oder 120, längs Achse 116 der Oberfläche 141, verlängert, und sie verlaufen tangential zur Oberfläche 141 am Tangentialpunkt in der gleichen Weise, wie dies bei Fig. 3 erfolgte. Die Tangentenlinien 143 und 145 schneiden Achse 126

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unter Winkeln J bzw. K. Die Seitenwände 146 und 148 leiten einfallende Energie auf die Oberfläche 141. In diesem Falle wird die Form der Wände 146 und 148 durch die Regel bestimmt, daß die vom konjugierten Kantenpunkt der Quelle 140 auf eine spezielle Wand gerichtete Energie dann durch die spezielle Wand auf den Empfänger mit dem gewünschten eingeschränkten Einfallswinkel gerichtet wird. Es sei beispielsweise Strahl 150 betrachtet. Strahl 150 vom Kantenpunkt 144 wird durch Wand 148 längs Linie 151 auf Oberfläche 141 unter einem Winkel A gelenkt. Der Winkel A ist als der Winkel definiert, den die Linie 151 mit der Normalen 152 der Oberfläche 141 an einem Einfallspunkt bildet. In ähnlicher Weise wird der Strahl' 153 durch Wand 146 längs Linie 154 zum Einfallen auf Oberfläche 141 unter einem Winkel A bezüglich der Normalen 155 der Oberfläche 141 gebracht. Die Form jeder Seitenwand 146 und 148 erstreckt sich nicht weiter als der Schnitt mit Tangentenlinien 143 und 145 an Punkten 155 bzw. 156.

In Fig. 6 kann der Umfang oder Perimeter des konvexen Teils des Empfängers 13 von der Lichtquelle weg längs der Tangentiallinien 143 und 145 erstreckt werden, wie dies gezeigt ist. Die Tangentiallinien verbleiben ungeändert, und zwar unabhängig davon, wieweit die Verlängerung gegenüber den anfänglichen Tangentialpunkten erfolgt, obwohl die Form der Wände 112 und 114 sich verändern wird, abhängig von der tatsächlichen Länge des ümfangs des konvexen Teils des Absorbers 13. Dieses Prinzip gilt auch für die konvexe Oberfläche 110 der Fig. 5.

Unter Bezugnahme auf Fig. 5 sei nunmehr die beschattete Oberfläche 160 des Absorbers 13 betrachtet. Diese Analyse gilt auch für jeden beschatteten Teil des in Fig. 6 gezeigten Absorbers. Die Schattenlinien oder Tangentenlinien 122 und 124, die auch die Tangentenlinien 143 und 145 der Fig. 6 sein könnten, werden durch den Aufnahmewinkel definiert. In jedem Fall wird die Definition der zweiten Teile 162 und 163 der Seitenwände 112 und 114 oder der zweiten Teile (nicht gezeigt) der Seitenwand 143 und 144 über die Schattenlinien hinaus die gleiche sein. In der

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Veröffentlichung "Solar Energy" ist die Ideallösung für den beschatteten Teil mit nicht beschränkten Austrittswinkeln eine involute. Eine Lösung für die Einschränkung des Einfallswinkels auf der Oberfläche 160 im maximal möglichen Ausmaß folgt der Regel, daß die auf die zweiten Teile 162 und 163 mit Winkeln D bzw. D einfallende Energie derart reflektiert wird, daß sie bezüglich einer Normalen der Oberfläche des Empfängers mit dem Winkel A einfällt, wobei das Ergebnis eine modifizierte Involute ist. Beispielsweise könrte ein auf den zweiten Teil 162 mit dem Winkel D einfallender Strahl längs Pfad 164 derart gerichtet werden, daß er auf die Oberfläche 160 mit einem Winkel A bezüglich der Normalen "68 einfällt. In der Nachbarschaft der Punkte 118 und 120, wc die Linien 122 und 124 tangential zum Absorber 113 verlaufen, muß der maximale Einfallswinkel A übersteigen. Es kann jecoch eine maximale Einschränkung in der in Fig. 5 gezeigten Weise erreicht werden. Das in den Fig. 5 und 6 gezeigte Ausführungsbeispiel kann entweder bei primären Empfängern, wie in Fig. λ gezeigt, oder bei sekundären Empfängern, wie in Fig. 4 gezeigt, verwendet werden. Die Seitenwände sämtlicher Empfänger bestehen aus einem Material, welches die Strahlungsenergie reflektiert, beispielsweise sind die Seitenwände aus Silber oder Aluminium. Im praktischen Anwendungsfall können die Seitenwände der Kollektoren abgestumpft sein, d.h. sie erstrecken sich nicht die ganze Strecke bis zu den Tangentiallinien oder Schattenlinien. Die Formen folgen jedoch noch immer den hier beschriebenen Definitionen.

Die hier beschriebenen Seitenwandformen sind durch den Aufnahmewinkel, die Definition der endlichen oder unendlichen Energiequelle und die Form eines Empfängers bestimmt, auf den die Energie gerichtet wird, oder durch die Linearform der Austrittsöffnung, zu der die Energie hin gelenkt wird. Die Umfangsform des Empfängers 13 der Fig. 5 und 6 und der Linearumfang der Austrittsöffnung 12 der Fig. 1 und 3 (es handelt sich hier tatsächlich um einen Spezialfall des Empfängers 13) bestimmen die Seitenwandform. Der allgemeine Ausdruck "Austrittsoberfläche¹

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kann verwendet werden, um den speziellen Querschnittsumfang (Perimeter) zu beschreiben, sei es der Empfänger 13 oder die Austrittsöffnung 12, der zur Definition der Seitenwandform verwendet wird. Der Aufnahmewinkel für eine Quelle mit unendlichem Abstand gegenüber dem Kollektor, d.h. die Winkel B und D der Fig. 1 und Fig. 5 besitzt einen vorbestimmten Wert, wohingegen der Aufnahmewinkel für eine Quelle mit endlichem Abstand gegenüber dem Kollektor oder mit endlicher Abmessung, d.h. die Winkel F und G der Fig. 3 und die Winkel J und K der Fig. 6, durch die Linie bestimmt ist zwischen einem Kantenpunkt der Quelle und dem konjugierten Tangentenpunkt der Austrittsoberfläche, d.h. die Linien 87 und 95 der Fig. 3 und Linien 143 und 145 der Fig. 6. In jedem Falle ist der allgemeine Ausdruck "Schattenlinie¹¹ die Linie durch den Tangentialpunkt, welche die entsprechende Bezugsachse 26 und 126 auf der gleichen Seite der Austrittsoberfläche wie die Seitenwand unter dem Aufnahmewinkel schneidet, d.h. Linien 31 und 44 der Fig. 1, Linien 87 und 95 der Fig. 3, Linien 122 und 124 der Fig. 5 und Linien 143 und 145 der Fig. 6. Für die Quelle mit endlichem Abstand gegenüber dem Kollektor und endlicher Abmessung ist die Form jeder Seitenwand in einzigartiger Weise durch die Strahlen bestimmt, die von der konjugierten Kante der Quelle erzeugt werden, und daher verändert sich der Winkel, den jeder dieser extremen Strahlen, wie beispielsweise der Strahlen 150 und 153 der Fig. 6, mit der Bezugsachse bilden. Da jedoch der Abstand von der Quelle zum Kollektor sich dem Wert unendlich nähert, so werden diese extremen Strahlen, wie beispielsweise Strahl 128 der Fig. 5, parallel, und der Winkel, den jeder mit der Bezugsachse 26 oder 126 bildet, ist im wesentlichen der Aufnahmewinkel. Daher kann der Ausdruck "Extremstrahl" verwendet werden, um Strahlen vom konjugierten Kantenpunkt einer Quelle mit endlichem Abstand vom Kollektor oder die angenommen parallelen Strahlen von einer Quelle mit unendlichem Abstand vom Kollektor zu bezeichnen. In jedem Fall wird es für jeden Punkt in der Seitenwandform nur einen Extremstrahl geben, von dem die Seitenwandform bestimmt ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Konzentrieren von Energie von einer Strahlungsenergiequelle auf eine Austritcsoberflache (12) derart, daß der maximale Energieeinfallswinkel auf der Austrittsoberfläche (12) auf einen speziellen Wert A kleiner als 90° beschränkt ist, wobei die Austrittsoberfläche (12) einen Querschnitt besitzt, der begrenzt wird durch und angeordnet ist auf einer ersten Seite einer ersten Bezugsachse und der konvex bezüglich der ersten Bezugsachse verläuft, wobei die Austrittsoberfläche eine zweite Bezugsachse (26) besitzt, die sich senkrecht zur ersten Bezugsachse hindurch erstreckt, wobei der Umfang (Perimeter) des Querschnitts der Austrittsoberfläche sich von einem ersten Tangentialpunkt (20) aus längs der ersten Bezugsachse zu einem zweiten Tangentialpunkt (24) längs der ersten Bezugsachse derart erstreckt, daß eine erste Schattenlinie (44) die zweite Bezugsachse (26) auf der ersten Seite der ersten Bezugsachse mit einem Winkel (B) schneidet und tangential zum Perimeter des Querschnitts der Austrittsoberfläche (12) am ersten Tangentialpunkt (2O) verläuft, und daß eine zweite Schattenlinie (31) die zweite Bezugsachse (26) auf der ersten Seite der ersten Bezugsachse mit einem Winkel (D) schneidet und tangential zum Perimeter des Querschnitts der Austrittsoberfläche (12) am zweiten Tangentialpunkt (24) verläuft, und wobei eine erste Seitenwand (14) zur Leitung von Strahlungsenergie vorgesehen ist, und zwar auf der gleichen Seite der zweiten Achse (26) wie der erste Tangentialpunkt (20), dadurch gekennzeichnet , daß die erste Wand (14) eine derartige Form besitzt, daß jeder Extremstrahl der Strahlungsenergie von der Quelle, welcher die zweite Bezugsachse (26) auf der ersten Seite der ersten Bezugsachse schneidet und auf die erste Wand (14) einfällt, längs einer Linie geleitet wird, welche den Perimeter des Querschnitts der Austrittsoberfläche (12) unter einem Winkel (A) schneidet, und wobei die erste Wand sich von der ersten Schattenlinie (44)

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nicht weiter als bis zu einem Schnitt mit der zweiten Schattenlinie (31) erstreckt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

eine zweite Strahlungsenergie leitende Seitenwand (16), angeordnet auf der gleichen Seite der zweiten Bezugsachse (26) wie der zweite Tangentialpunkt (24) im wesentlichen entgegengesetzt zur ersten Seitenwand (14), wobei die zweite Seitenwand (16) eine derartige Form besitzt, daß jeder Extremstrahl der Strahlungsenergie von der Quelle, der die zweite Bezugsachse (26) auf der ersten Seite der ersten Bezugsachse schneidet und auf die zweite Seitenwand (16) auffällt, längs einer Linie geleitet wird, welche den Perimeter des Querschnitts der Austrittsoberfläche (12) unter einem Winkel (A) schneidet, wobei die zweite Seitenwand (16) sich von der zweiten Schattenlinie (31) aus nicht weiter als bis zu einem Schnittpunkt mit der ersten Schattenlinie (44) erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Energieempfänger (13) derart angeordnet ist, daß ein Teil des Perimeters des Empfängerquerschnitts mit der Austrittsoberfläche (110) zusammenfällt, wobei die Seitenwände (112, 114) Strahlungsenergie auf den Teil des Energieempfängers (13) richten, der mit der Austrittsoberfläche (110) zusammenfällt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Seitenwände (14, 16) an zweiten (31) bzw. ersten (44) Schattenlinien enden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieempfänger (13) sich längs einer dritten Bezugsachse senkrecht zur den ersten und zweiten Bezugsachsen erstreckt, wobei sich die ersten und zweiten Seitenwände (14 und 16) ebenfalls in der Richtung der dritten Achse erstrecken und parallel dazu zur Bildung eines trogartigen Gebildes verlaufen.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß B=D und die erste Seitenwand (14) ein Spiegelbild der Form der zweiten Seitenwand (16) ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle ein primärer Sonnenenergiekollektor (102) ist und daß die Vorrichtung als ein Sekundärkollektor (104) angeordnet ist, um die durch den Primärkollektor (102) zugeführte Energie zu konzentrieren.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (13) ein zusätzliches Teil (160) auf der entgegengesetzten Seite der ersten Bezugsachse (120) gegenübfci der ersten Seite aufweist, und wobei erste und zweite Seitenwände (112, 114) jeweils eine zusätzliche Verlängerung (162, 163) über die ersten (124) bzw. zweiten (122) Schattenlinien hinaus aufweisen, und wobei die zusätzlichen Verlängerungen (162, 163) der Seitenwände jeweils in der Form einer modifizierten Involuten sind, wodurch auf die zusätzlichen Verlängerungen der Seitenwände einfallende Energie im maximal möglichen Ausmaß zum Einfallen auf den zusätzlichen Teil

(160) des Enpfängers (13) unter einem Winkel nicht größer als A gebracht wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsoberfläche (12) linear zwischen ersten (20) und zweiten (24) Tangentialpunkten verläuft, und wobei die erste Seitenwand (14) erste (18) und zweite (28) Teile besitzt, wobei der erste Teil (18) einen transversalen Querschnitt in der Form einer geraden Linie mit einem Winkel bezüglich der zweiten Bezugsachse (26) gleich (A - B) aufweist, wobei der erste Teil (18) der ersten Seitenwand sich von der ersten Schattenlinie (44) aus zu einer ersten Begrenzungslinie (22) erstreckt, und wobei die erste Begrenzungslinie (22) eine Linie ist, welche durch den zweiten Tangentialpunkt (24) verläuft und die zweite Bezugsachse (26) auf der

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ersten Seite der ersten Bezugsachse mit einem Winkel (A) kreuzt, und wobei der zweite Teil der ersten Seitenwand die Verlängerung des ersten Teils (18) ist und sich von der ersten Begrenzungslinie (22) aus nicht weiter als bis zur zweiten Schattenlinie (31) erstreckt, und wobei der zweite Teil (28) in der Form eines Abschnitts einer Parabel ausgebildet ist, deren Brennpunkt sich im zweiten Tangentialpunkt (24) befindet, und deren Achse durch den zweiten Tangentialpunkt (24) verläuft und die zweite Bezugsachse (26) auf der entgegengesetzten Seite der Austrittsoberfläche (12) gegenüber der ersten Seite unter dem Winkel (B) schneidet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Seitenwand (16) zur Lenkung von Strahlungsenergie im wesentlichen entgegengesetzt zur ersten Seitenwand (14) angeordnet ist, daß die zweite Seitenwand (16) erste (32) und zweite (38) Teile aufweist, wobei der erste Teil (32) der zweiten Seitenwand einen transversalen Querschnitt in der Form einer geraden Linie unter einem Winkel bezüglich der zweiten Bezugsachse (26) = A - D aufweist und sich von der zweiten Schattenlinie (31) aus zu einer zweiten Begrenzungslinie (36) erstreckt, und wobei die zweite Begrenzungslinie (36) eine Linie ist, die durch den ersten Tangentialpunkt (20) verläuft und die zweite Bezugsachse (26) auf der ersten Seite der ersten Bezugsachse unter einem Winkel (A) kreuzt, und wobei der zweite Teil (38) der zweiten Seitenwand eine Verlängerung des ersten Teils (32) der zweiten Seitenwand ist und sich von der zweiten Begrenzungslinie (36) aus nicht weiter als bis zur ersten Schattenlinie (44) erstreckt, und wobei der zweite Teil (38) der zweiten Seitenwand in der Form eines Abschnitts einer Parabel vorliegt, deren Brennpunkt sich am ersten Tangentialpunkt (20) befindet, und deren Achse durch den ersten Tangentialpunkt (20) verläuft und die zweite Bezugsachse (26) schneidet, und zwar auf der entgegengesetzten Seite der Austrittsoberfläche (12) gegenüber der zweiten Wand (16) unter einem Winkel D.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieempfänger angeordnet ist, um einfallende Energie an der Austrittsoberfläche (12) zu empfangen, und wobei der Energieempfänger (13) einen transversalen Querschnitt besitzt, der sich längs der ersten Bezugsachse erstreckt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieabsorber (62) sich längs einer dritten Bezugsachse senkrecht zur ersten und zweiten Bezugsachse erstreckt, und wobei die ersten und zweiten Seitenwände sich ebenfalls in der Richtung der dritten Bezugsachse und parallel dazu zur Bildung eines trogförmigen Gebildes erstrecken.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der ersten Seitenwand in Drehung um die zweite Bezugsachse (171) zur Bildung eines konusartigen Gebildes (172) erstreckt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsoberfläche (12) linear zwischen den ersten (20) und zweiten (24) Tangentialpunkten verläuft, wobei die Quelle (70) durch erste und zweite entgegengesetzt angeordnete Kantenpunkte (72, 74) derart gebildet ist, daß die erste Schattenlinie (87) sich von dem ersten Tangentialpunkt (20) zum ersten Kantenpunkt (72) erstreckt, und wobei die zweite Schattenlinie (95) sich vom zweiten Tangentialpunkt (24) aus zum zweiten Kantenpunkt (74) erstreckt, und wobei die erste Seitenwand (77) erste (89) und zweite (93) Teile aufweist, wobei der erste Teil (89) einen transversalen Querschnitt in der Form eines Abschnitts einer Parabel besitzt, deren Brennpunkt sich im ersten Kantenpunkt (72) befindet, und deren Achse (92) durch den ersten Kantenpunkt (72) verläuft und die zweite Bezugsachse (26) auf der entgegengesetzten Seite der Quelle (70) gegenüber der ersten Seitenwand (77) unter einem Winkel (A) schneidet, und wobei der erste Teil (89) der ersten Seitenwand sich von der ersten Schattenlinie (88) aus zu einer ersten Be-

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grenzungslinie (91) erstreckt, die eine Linie ist/ welche durch den zweiten Tangentialpunkt (24) verläuft und die zweite Bezugsachse (26) kreuzt, und zwar auf der ersten Seite der ersten Bezugsachse mit einem Winkel (A), und wobei der zweite Teil (93) der ersten Seitenwand eine Verlängerung des ersten Teils (89) ist und sich von der ersten Begrenzungslinie (91) aus nicht weiter als bis zur zweiten Schattenlinie (95) erstreckt, und wobei der zweite Teil (93) der ersten Seitenwand in der Form eines Abschnitts einer Ellipse vorliegt, deren Brennpunkte der erste Kantenpunkt (78) und der zweite Kantenpunkt (24) sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Seitenwand (76) im wesentlichen entgegengesetzt zur ersten Seitenwand (77) angeordnet ist und erste (78) und zweite (85) Teile besitzt, wobei der erste Teil (78) der zweiten Seitenwand einen transversalen Querschnitt in der Form eines Abschnitts einer Parabel aufweist, deren Brennpunkt sich am zweiten Kantenpunkt (74) befindet, und deren Achse (83) durch den zweiten Kantenpunkt (74) verläuft und die zweite Bezugsachse (26) auf der entgegengesetzten Seite der Quelle (70) gegenüber der zweiten Seitenwand (76) unter dem Winkel (A) schneidet, und wobei der erste Teil (78) der zweiten Seitenwand sich vom zweiten Tangentialpunkt (74) aus zu einer zweiten Begrenzungslinie (81) erstreckt, und wobei die zweite Begrenzungslinie eine Linie ist, die durch den ersten Tangentialpunkt (20) verläuft und die zweite Bezugsachse (26) auf der ersten Seite der ersten Bezugsachse unter dem Winkel (A) kreuzt, und wobei der zweite Teil (85) der zweiten Seitenwand eine Verlängerung des ersten Teils (78) der zweiten Seitenwand ist und sich von der zweiten Begrenzungslinie (81) nicht weiter als bis zur ersten Schattenlinie (87) erstreckt, und wobei der zweite Teil (85) der zweiten Seitenwand in der Form eines Abschnitts einer Ellipse vorliegt, deren Brennpunkte der zweite Kantenpunkt (74) und der erste Tangentenpunkt (20) sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,

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daß ein Energieempfanger vorgesehen ist, dessen Querschnitt sich längs der ersten Bezugsachse erstreckt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Energieempfänger längs einer dritten Bezugsachse

(105) erstreckt, und zwar senkrecht zu den ersten und zweiten Bezugsachsen, wobei erste und zweite Seitenwände sich ebenfalls in Richtung der dritten Achse (105) erstrecken und parallel dazu verlaufen, um eine trogförmige Anordnung (104) zu bilden.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle ein primärer Sonnenenergiekollektor (102) ist und daß die Vorrichtung als ein sekundärer Kollektor angeordnet ist, um die darauf geleitete Energie durch den Primärkollektor (102) zu konzentrieren.

19. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der ersten Seitenwand (9) durch Drehung verlängert ist, und zwar um die zweite Bezugsachse (171) zur Bildung eines konusförmigen Gebildes (172).

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