DE2717108A1

DE2717108A1 - Spiegelelement zur buendelung sichtbarer und unsichtbarer strahlung, insbesondere waermestrahlung, vorzugsweise zur buendelung der sonnen-infrarotstrahlung in form eines innenverspiegelten trichterfoermigen kreiskegelmantels

Info

Publication number: DE2717108A1
Application number: DE19772717108
Authority: DE
Inventors: Kurt Reiber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-04-19
Filing date: 1977-04-19
Publication date: 1978-11-02

Description

Spie,ele ement zur Bandelung sichtbarer und unsichtbarer Strahlung,
insbesondere Wärmestrahlung, vorzugsweise zur Bündelung der Sonnen-Infrarotstrahlung in Form eines innenverspiegelten trichterförmigen Kreiskegelmantels.
An SpiezeLele.lenten für Brennlinien sind bekannt: Hohiwalzenspiegel und arabolische Walzenspiegel.
Die Neuerung besteht aus einem innen verspiegelten Trichterelement, bei dem alie in Achsrichtung einfallende Energiewellen telezentrisch zur Spiegelachslinie als Brennlinie gespiegelt werden.
Die telezentrische Konzentration der eingestrahlten Energie nimmt an der Brennlinie nach vorne im Quadrat zu. Bei einem Spiegelelement mit einer Spiegelöffnung von 900 ist die Konzentration an der Brenn= linie vorne auf Höhe der weitesten Spiegelöffnung am größten, das heißt, sie ist hier vier mal so groß als in der Mitte der Brennlinie.
Auf Grund der vffnungswinkel können die Brennlinien axial vor oder zuruckverlegt werden. Bei Offnungswinkeln über 900 werden die Brenn= linien vor= und unter 900 rückverlegt. Das gibt die Möglichkeit, mehrere kegelstumpfmantelförmige Spiegelelememente mit gemeinsamer Spiegelachse, aber unterschiedlichen Üffnungswinkeln so zu gestalten, daß sich ihre Brennlinien gegenseitig überlagern, wodurch anstatt an mehreren nur an einer Brennlinie die gesamte zugestrahlte Energie absorbiert zu werden braucht. Auch Spiegelelemente in Form eines Halbe kreiskegelmantels oder Spiegelsegmente können zur Bildung einer ge= meinsamen Brennlinie kombiniert werden.
Nachteil:Zur größtmöglichen Ausnützung der zugestrahlten Solarenergie müssen die Spiegelelemente stetig auf den Stand der Sonne ausgerichtet sein.
Vorteile: Größtmögliche langzeitige Ausnützung der eingestrahlten Ener= gie, hohe Wärmekonzentration, Vielgestaltigkeit der Energieentnahme an der Brennlinie bis zur Erhitzung einer Heißluftturbine daselbst für mecha= nische und elektrische Energie mit zusätzlicher Heißluftabgabe. Ferner die Vielseitigkeit der Verwertungsmöglichkeiten - z.B. Solarkraftwerke, Nutzung für den Hausgebrauch, für wissenschaftliche Zwecke oder die Nut= zung im Handbetrieb als Camping-Solarspiegel, vorzugsweise zum Grillen.
Die billigen Herstellungs= und Wartungskosten und vor allem die kostenlose Sonnenenergie machen die feuerung - insbesonderi in sonnenreichen Gegenden - immer rentabel.
Bedarfsnachweis: Der Bedarf an solarer Wärmeenergie und auch an aus ihr gewonnenen elektrischen Energie ist überall vorhanden.
Zur Zeichnung Figur 1.
Bei einer Spiegelöffnung von exakt 900 werden die in Achsrichtung einfallenden Energiewellen an der Spiegelwandung um 900 zur Spiegel= achslinie hin gewinkelt, zu der sie senkrecht telezentrisch - und zwar jede Welle für sich - auf der gesamten Brennlinienlänge gleichzeitig ankommen. An der Brennlinie kann die ankommende Wellenenergie absor= biert und verwertet oder zur Verwertung weitergeleitet werden.
Zu Figur 2.
Bei einer Winkelöffnung von exakt 450 ist die Spiegelwand zu den in Spiegelachsrichtung einfallenden Energiestrahlen um 22,50 geneigt.
Da Spiegeleinfallswinkel gleich =Ausfallswinkel ist, beträgt die er= ste Strahlenwinkelung 45°. Diese Direktspiegelung geht telezentrisch mit 45° Neigung durch die hier noch ungenützte Achsbrennlinie zur Ge= genspiegeiwandung. Auch hier in der Zweit oder Indirektspiegelung werden im verengten Sektor des Spiegelelementes die Energiestrahlen mit 450 und zwar so gewinkelt, daß sie wieder telezentrisch - aber diesesnal senkrecht auf eine verkürzte Brennlinie auftreffen, was ftir die praktische Auswertung einen verkürzten Absorberbereich bedeu= tet.
Gegenüber einem speigelelement mit 90° Winkeiweite, wo in ganzer Läng der Brennlinie die Strahlen absorbiert werden, braucht bei 45° Winkel weite die gesamte Energieeinstahlung auf etwa nur einem Drittel der eigentlichen Brennlinienlänge absorbiert zu werden, was insbesondere für Großanlagen ein wesentlicher Vorteil sein dürfte.
Erläuterungen zur Zeichnung Figur 1 und Fig. 2.
= Wandung der kegelmantelförmigen @@@@nte mit Innenver= spiegelung, Figur 1 = @0°, Fig. 2 = 45°.
= Energieeinstahlung mit Winkelungen an den Spiegel= flächen zur telezentrisch angestrahlten @rennlinie an der Spiegelachse.
= Spiegelachse an der sich die Brennlinie bildet.
= in Fig. 2 indirekt telezentrisch angespiegelter i?r: linien= und Absorberbereich.
L e e r s e i t e

Claims

Pat entansprüche l Spiegelelement zur Bündelung sichtbarer und unsichtbarer Strahlung, insbesondere Wärmestrahlung, vorzugsweise zur Bündelung der Sonnen-Infrarotstrahlung, gekennzeichnet durch einen Trichter in Form eines Kreiskegelmanteis dessen Innenflächen verspiegelt sind.
2. Spiegelelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungswinkel des Trichters exakt 900 beträgt.
3. Spiegelelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der öffnungswinkel des Trichters exakt 450 beträgt.