DE2733915A1

DE2733915A1 - Sonnenenergie-kollektoranordnung

Info

Publication number: DE2733915A1
Application number: DE19772733915
Authority: DE
Inventors: William W Orrison
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-07-27
Filing date: 1977-07-27
Publication date: 1979-02-08
Also published as: FR2398982B1; FR2398982A1

Description

GLAWE, DELFS, MOLL & PARTNER PATENTANWÄLTE

DR-INQ. RICHARD GLAWE. MÖNCHEN DIPL-ING. KLAUS DELFS. HAMBURG DIPL.-PHYS. DR. WALTER MOLL, MÖNCHEN DIPL.-CHEM. DR. ULRICH MENGDEHL, HAMBURG

8000 MÖNCHEN 26 2000 HAMBURQ 13

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MÜNCHEN

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>&n /mt-oriio, Texas / \l.

j!)iinenener.^ri e-i

Die rtrf indun·.' bezieht: s icii -·λ\ϊ ein ,'tonnenem-n ie-afiniCie'L-system und insbesondere auf einen ."onnenener.":i o-;vo"i Lektor.

-κ v/i rc¹ seit vielen j'r-hvon versucht, dje .Jouneneneri ie nutzbar zu mactien. ochon zu oefinn dieses Jchrhunr'ertp wurden Z' verschiedene Vorrichtungen Vor^esciiin^en, uni d ! e .jonrienener.rie

nutzbar zu nachen. üirii;';e dieser Vorrichtungen weisen vra.nnea- oner trogiirti/'je R.eflektoroberri:"ichen ouf, die die tonnen strehlen auf eine i^ohranordnunp; reflektieren, du.rch die ein Fluid iiindurchJ'"¹ "". eijt. Dein j t wird das Fluid aui/reiieizt und a] s j_,ner-' ieriuelle verwendet. Die v/ünnenarti^en iX'.flektorvorr Lchtun.';;en v/eisen ,jedocn verschiedene Probleme auf, nüniLich die man.^elri-

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BANK: DRESDNER BANK. HAMBURG, 4 030 448 (BLZ*20«8QO.00) - POSTSCHECK: HAMBURG 147607-200 TELEGRAMM: SPECHTZIES

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BAD OBtGINAL

de Fähigkeit, eine große I-ienge vor; Sonnenstrahlen auf eine einzelne :> ohr anordnung zu konzentrieren und damit die Temperatur des dadurch hindurchfließenden fluids im äußersten iiaße zu erhöhen.

Viele dieser frühen Sonnenenergie-Sammelsysteme hatten sogar Handsteuerungen zur Einstellung der Heflektoren, um damit sicherzustellen, daß die Sonne fortwährend unter einem geeigneten V.'.inkel auf den Heflektor auftrifft. Diese handbetriebenen Steuermechanismen waren jedoch nur grob und mußten .fortwährend eingestellt werden, wenn die Sonnenstrahlen unter einem verschiedenen .,inkel auf den Reflektor auftrafen.

Eines der wesentlichen Probleme bei den bekannten Sonnenenerc-'ie-">;-> i-;i7!eJ..systemen besteht darin, daß Versuche zur Konzentration der Sonnenstrahlen von einem einzelnen Reflektor zur Erzeugung einer ausreichenden V/ä'rme sich als unzulänglich herausstellten. Durch die Verwendung, einer einzigen Reflexion der Sonnenstrahlen ist es schwierig, den Reflektor in einer richtigen Ausrichtung bezüglich der Sonne zu halten. Darüber hinaus ist die durch die Sonnenstrahlen aufgewärmte Rohranordnung,

.⁰O durch die ein Fluid fließt, der Außenluft c.usgesetzt, wodurch ein Kbkiihlen der Rohranordnung und des Fluids bewirkt wird.

Oemgegpriüber besteht eine wesentliche Aufgabe der Erfindung darin, eine verbesserte Sonnenenergie-Kollektoranordnung zu schaffen, in der die oben erwähnten Schwierigkeiten vermieden bzw. gemildert werden.

80988_6/02A1 BAD ORlGINAu

ilie erf indun/'sgemäße Sonnenenergie-Kollektornnordnung zur Konzentration der Sonnenstrahlen, mn darait ein hindurchfließendes Fluid oder Medium aufzuheizen, ist dadurch gekennzeichnet, daf5 sie aufweist: leinen Primärreflektor mit einer 1 än/rlichen, konkaven reflektierenden Oberflächen zum Auffanren der Sonnenstrahlen, einen Sekundärreflektor mit einer ländlichen konkaven reflektierenden Oberfläche zürn Auffangen der vom Primärreflektor reflektierten Sonnenstrahlen, wobei die reflektierten Strahlen auf der reflektierenden Oberfläche ^^es Sekundärreflektors konzentriert v/erden und die reflektierende Oberfläche des Sekundärreflektors gegenüber der des Frimärreflektors im wesentlichen kleiner ist, i3efestigungsmittel zum Befestigen des Sekundärreflektors über dem Primärreflektor, wobei die Längsachsen der beiden Reflektoroberflächen parallel zueinander sind, eine Rohranordnung, die ortsfest und im wesentlichen parallel zur Längsachse des Primärreflektors befestigt ist ,zum Auffangen der durch die untere reflektierende Fläche des Sekundärreflektors weiter konzentrierten und reflektierten Sonnenstrahlen, eine Schwenkvorrichtung zum Schwenken des Primär- und Sekundärreflektors um die Rohranordnung sowie eine Steuereinrichtung zum Feststellen der Sonnenstrahlen und zum Einstellen der Schwenkvorrichtung entsprechend der auf die Rohranordnung zu reflektierenden Sonnenstrahlen, wenn die Sonnenstrahlen die Richtung ändern.

Die Erfindung weist einen normalerweise in Nordsüdrichtung angeordneten wannenförmigen Primärreflektor auf. über

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■;■>·-, ^: riiii.j r reflektor ist ein .-..ekund.;^;rref Lektor angeordnet. Die Sonnenstrahlen treffen zuei'st auf ^en Prirnürreflektor, v/erden reflektiert und auf einen vie"! kleineren fJekunri^:irref.Lektor konzentriert. Der lekundärrefLektor wiederum reflektiert und konzentriert die >°onnenstrahlen weiter auf eine unterhalb des Primärreflektors angeordnete Rohranordnung. JJer Primärreflekt.or wird, getragen durch einen hechanismus mit einer Lichtmeßvorrichturif¹' und einer geeigneten damit verbundenen Steuereinrichtung. Die Stellung öes Prirnärreflektors kann von einer ostwärts zu einer westwärts gerichteten dichtung verändert werden, wenn die Sonne sich darüberbewegt und dieses vom Lichtmeßfühler festgestellt wird. Eine Öffnung, in der sich die Rohranordnung befindet, \vird bei Wacht für Isolationszwecke geschlossen. Das durch die Rohranordnung hindurchfließende und dadurch aufgewärmte Fluid fließt auch durch eine Wärmesenke. Oie 'Wärmesenke kann ein zweites Fluid, wie etwa V/asser, erwärmen und dadurch Dampf erzeugen. L'er Dampf wird durch irgendeine bekannte Vorrichtung, wie etv/a eine Dampfturbine, zur "frZeugung von Leistung verwendet. Das durch die Rohran-Ordnung hindurchfließende und durch die Sonnenstrahlung aufgewärmte Fluid sollte vorzugsweise eine hohe Verdampfungstemperatur und einen niedrigen Gefrierpunkt aufweisen. Als derartige Flüssigkeit kommt z.B. Natrium in Frage. Es ist auch möglich, mit dem in der Rohranordnung aufgewärmten Fluid direkt Arbeit zu verrichten, ohne daß eine weitere Umwandlung in Dampf erforderlich ist.

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Demzufolge weist die erfindungsgemäße üonnenener^ie-Kollektoranordnun,^ einen wannenartigen Prirnärreflektor auf, der die Sonnenstrahlen zu einem darüber angeordneten Sekundärreflektor reflektiert. Der Sekundürreflektor wiederum re^r< flektiert die Sonnenstrahlen auf eine Rohranordnung, wodurch die -rohranordnung und das dadurch hindurchfliegende Fluid, aufgeheizt werden. Hin automatischer oteuerun;/.sneche.nismus stellt fortwährend den Primär- und oekunoürreflektor ein, um sicherzustellen, daß die Sonnenstrahlen im geeigneten "winkel auf den Primärreflektor auftreffen.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben, .s zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfiridurigsgemäi3en Connenenergie-Kollektors;

Fig. 2 eine Endansieht des in Fig. 1 dargestellten

Sonnenenerg.i e-Kol] ektor.s, in dei" die iiefestigungsstruktur und die Reflexion der Sonnenstrahlen dargestellt ist;

Fig. 3 eine vergrößerte Teilschnittansicht des in Fig. 1 dargestellten TürverschiUijmeciianismus;

Fig. 4 ein ßlockdiagramru eines Energiesystems, in dem der Sonnenenergie-Kollektor nach Fig. 1 verwendet wird, und

Fig. [j eine ähnliche Ansicht vie Fi*;:. 2, in der die

oefestif-ainfsstruktur und der öteuermochcini sinus für die Positionierung dos Primär- und Sekundär reflektors dargestellt sind, wenn die oonnenstrahlen in einem anderen i.'inkel empfangen v/erden.

Fig. 1 zeip.t einen allgemein mit dem jezugszeichen 10 gekennzeichneten Sonnenenergie-Kollektor. Der Sonnenenergie-Kollektor 10 weist einen Primärreflektor 12 und einen Sekundärreflektor 14 auf. Der Primärreflektor 12 besitzt eine große wannenartige Oberfläche, die eine große Menge an Sonnenstrahlen aufnimmt. Der mittels Streben 16 über dem Primärreflektor 12 befestigte Sekundarreflektor 14 empfängt die vom Primärreflektor 12 reflektierten und konzentrierten Sonnenstrahlen auf seiner konkaven unteren Fläche 18. Die konkave untere

1^r? Fläche 13 des Sekundärreflektors 14 konzentriert und reflektiert die Sonnenstrahlen weiter auf eine Fiohranordnung 20, wie es im nachfolgenden näher beschrieben wird.

Das Rohr 20 ist ortsfest/angeordnet und befindet sich innerhalb eines U-förmigen Isolators 22. Der U-förmige Iso-Tat or 22 v/eist an seiner Oberseite angeordnete Türen 24 auf. Die Türen 24 sind schwenkbar mit dem unteren mittleren Abschnitt des i'rimärreflektors 12 verbunden, was besser aus Fig. 3 ersehen werden kann. Der U-förmige Isolator 22 und das darin enthaltene Rohr 20 sind unterhalb des Primärreflek-

?-5 tors 12, direkt unterhalb der Türen 24 angeordnet.

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Der °rimärreflektor 1? ist auf einem Gestell 26 befestigt, das damit verbundene Stutzen 23 aufweist. In der llähe der Spitze der Stütze 23 ist ein Pear von Kreuzträgern 30 und 32 schwenkbar angeordnet. Der obere Kreuzbraver 30 wird mittels eines Zapfens 34 durch die Stütze 23 gehalten. Der untere Kreuzträger 32 wird mittels eines Zapfens 36 durch die Stütze 28 gehalten. Beide Kreuzträger 30 und 32 sind jeweils um die Zapfen 34 bzw. 36 frei schwenkbar angeordnet. ^n jedem Ende der Kreuzträger 32 sind senkrechte Träger 33 und 40 angebracht. Die Kreuzträger 30 sind auch mit den senkrechten Trägern 3β und 40 mittels Zapfen 42 verbunden. In gleicher V/eise sind die Kreuzträger 32 mit den vertikalen Trägern 40 mittels Zapfen 44 verbunden. Die Kreuzträger 30 und 32 und

die vertikalen Träger 3Ö und 40 bilden ein Parallelogramm.

Die Kreuzträger 30 und 32 und die vertikalen Träger 3ö und können jeweils frei um die Zapfen 34, 36, 42 bzw. 44 geschwenkt werden, um die Gestalt des Parallelogramms, jedoch nicht die Abmessungen zu verändern. Die senkrechten Träger 3d und 40 befinden sich immer senkrecht bezüglich des Untergestells 26 und parallel zu den Stützen 28.

Der oberste Abschnitt der senkrechten Träger 38 und 40 ist jeweils mit Winkelstreben 46 verbunden, die den Primärreflektor 12 tragen. Die Verbindung zwischen der Winkelstrebe 46 und den senkrechten Trägern 33 und 40 ist über Laschen 48 hergestellt, die einen Teil der Winkelstreben bilden. Ein Zapfen 50 erstreckt sich durch die Laschen 43 und den ober-

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ston /,Osc'iiiitt der senkrechten Trüger 3c^; und 40, um eine Jcbv.'enkbewegun/. zwischen loschen 46 und senkrechten Trägern 3o und 40 zu ermöglichen.

Der .' in'cej , unter den die Sonnenstrahlen durch den Prir,i.^:;rrp.f] o':tor e.uf< onommen v/erden, wird durch einen hydraulischen Arbeitszylinder 52 gesteuert. Das Üoöenteil 54 des Zylinders 52 ist schwenkbar mit den Gestell 26 verbunden. Die sich von der Spitze des hydraulischen Arbeitszylinders 52 aus erstreckende Welle 56 ist schwenkbar mit einer der Laschen 48 mittels eines Zapfens 50 verbunden. Durch Betätigen des hydraulischen Ärbeitszylinders 52 wird der Primärreflektor 12 bezüglich des Gestells 26 gekippt bzw. schräggestellt. Der Sekundärreflektor 14 wird durch den Primärreflektor 12 getragen.

Die Steuerungsmittel für den hydraulischen Arbeitszylinder 52 befinden sich im Steuerungskasten 58. Die in Steuerungskasten 53 verwendeten Steuerungsmittel können irgendwelche bekannten Steuerungss3^rstene sein, i-is ist lediglich erforderlich, daß der Steuorungskasten 5o einen iCingang für eine ο annungsGU.elle, wie etwa eine Gleichstromspannung, aufweist. Ein weiterer Eingang des Steuerungskastens 50, der als Teil des Steuerungskastens 58 angesehen v/erden kann, ist mit einer an der Seite des Primärreflektors 12 befestigten Lichtmeßfühlervorrichtung 60 verbunden. Die Lichtmeßfühlervorrichtung 6o weist an ihrer Oberseite (Fig. 1) eine Linse 62 auf, so daß das Licht in der Lichtmeßfühlervorrichtung empfangen

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BÄDOWGINAL

veröen kann. ^T.-enn eile Jonriens fcraiilon nicht von direkt i.iberkon. e; to froren 'erden, was bei ^m fm* eier ■-.-: trchlen ^;>bor clic· linse Gl: durch dh j iohtniefif'in] ervorrichtun;·; όϋ be?ti:a'::t vird., vdrd i'ber des Kabel 64 ein ^f;euersi;;nol an den bteuervntsi:astf-.ri 58 abgegeben. Der üt^u^rur^skastsn 5o wiedenr¹ bewirkt, daij das Fluid durch die SchlUuche 66 und/oder Gd ^u riem hydrauliSerien Arbeitszylinder f2 flieiJt und dedurch (Jen .^r.-rimarrefLektor 12 so lange schwenkt, bis die oonnenstrahlen in einem r;e ei ^rieten Winkel auf den ^rirnärrei'leXbor 12 auf treffen.

Fiρ. 2 zeigt eine Vorderansicht auf das rechte ^nde der Kollektor an Ordnung nach Fig. 1, ohne daß der TLiröffnungsmechanismuE dargestellt ist, was im nachfolgenden beschrieben wird. "Wegen des Abstandes der Sonne zur -^rcloberfläche sind die Sonnenstrahlen im wesentlichen als parallel zu erachten. Zur Veranschaulichung der Reflexion der Sonnenstrahlen durch den °rimärreflektor 12 und ö.en oekunriarreflektor 14 sind zwei Strahlen durch die gestrichelten Linien Λ und ß dargesbellt. :;enn der 'jonnenstrahl A unter einem Winkel α¹ auf r'en i rimllrreflektor 12 auftrifft, so ist der Reflexionswinkel des oonnsnstrahls A' ebenfalls α¹. JJer Sonnenstrahl A¹ trifft dann auf die konkave Unterseite 18 des oekundärreflektors 14 auf un^f1 wird entlang der Linie A" reflektiert. Der reflektierte ,itrahl A" trifft dann auf das Rohr 20, durch das ein Fluid fließt. Der Sonnenstrahl B trifft, unter einem Winkel u auf den Primärreflektor 12 und v/ird entlang der Linie o¹ unter dem gleichen Winkel α hinsichtlich des Primärreflektors re-

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flektiert. Der Strahl B¹ wird dann von der konkaven Unterseite 10 des Sekundärreflektors 14 entlang der Linie B'¹ reflektiert und trifft auf das iiohr 20. Alle vom l'rimärreflektor 12 reflektierten onnenstrahlen verlaufen durch den brennpunkt f vor Ζ dein Selcundürreflektor 14. Bezüglich des ■'-ekundürreflektors befindet sich der Brennpunkt der reflektierten Strahlen beim Punkt. Γ■ , der r>ich hinter dem Rohr 20 befindet. Die reflektierende Oberfläche des i-rinuirreflektors 12 ist annähernd zehnmal größer als die reflektierende Oberfläche der konkaven Unterseite 18 des Sekundärreflektors 14. nies ermöglicht eine Konzentration der Sonnenstrahlen um den Faktor zehn. Bezpgl/^ich der dirkjet von der Sonne empfangenen Sonnenstrahlen wird damit eine Konzentration der Sonnenstrahlen auf dem Kohr annähernd un Λ en Faktor 30 erreicht. Die Sonnenstrahlen v/erden von der LichtmeOfühlervorrichtung 00 enpxYmger, die wiederum Steuersignale an den Steuerungskasten 5s abgibt. Der Steuerungskssten 5S stellt den hydraulischen /arbeitszylinder 52 so ein, daß der 'Primärreflektor 12 entweder nach rechts oder links gekippt wird, wenn sich die Sonne in einer Stellung befindet, die sie normalerweise in der Mitte des Nachmittags einnimmt, so zeigt Fig. 5 eine typische Stellung des Primarreflektors Die Lichtneßfühlervorrichtung 60 sendet fortwährend ein Steuersignal an den Steuerungskasten 58, der den hydraulischen Arbeitszylinder so einstellt, daß die Uelle % ausgefahren oder eingefahren wird. Ein Ausfahren der V.'elle 56 bewirkt ein Schwenken des durch die Kreuzträger 30 und 32 und die senkrechten Träger 38 und 40 gebildeten Parallelo-

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gramms und damit ein Kirvoen des rrinjurref lektors, εο daß die Sonnenstrahlen fortwährend unter einem geeigneten Winkel auf oen Fripuirreflektor auftreffen. Der Brennpunkt f vor der konkaven Unterseite 18 des sekundären Heflektors 14 bleibt erhalten, ebenso wie der Brennpunkt f' unterhalb dos Höhres 20. Der Winkel, unter dem die Sonnenstrahlen auf einen bestimmten Punkt auf den Primärreflektor 12 auftreffen, bleibt der gleiche, was ersehen v/erden kann durch die Winkel α und α¹, die an den ^unkten P und P¹ auf den Primarreflektor 12 auftreffen. Das Schwenken oder Kippen des Primärreflektors 12 und Sekundarreflektors 14 erfolgt um das Rohr 20, das ortsfest angeordnet ist.

Fig. 1 zeigt auch die Türverschlußvorrichtung, die allgemein durch das Bezugszeichen 70 gekennzeichnet ist. Anhand der Fig. 1 und 3, die eine TeilSchnittansicht entlang der Längsachse des Primärreflektors 12 direkt neben der Türverschlußvorrichtung 70 darstellt, kann dieser näher erläutert werden. Die Türen 24 weisen einstückig damit ausgebildete Verlängerungen 72 auf. Sowohl die Türen 24 als auch die Verlängerungen 72 sind mittels Zapfen 74 schwenkbar mit dem Primarreflektor 12 verbunden. Der unterste Abschnitt der Verlängerungen 72 ist jeweils mittels Zapfen 80 mit Verbindungsstäben 76 schwenkbar verbunden. Die Verbindungsstäbe 76 sind an ihrem unteren Ende mittels eines Zapfens 82 mit einer Welle 78 verbunden. Die Welle 78 erstreckt sich in den Türsteuerkasten 84. Der Türsteuerkasten 84 wird in seiner Stellung be-

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ζ"5;·λ!ο]ι den : rii'iärreflc-ld-.oi's Y\ tisittels einer Klammer 86 sicher gehalten, l-ijttej.s riieten o? ist die Kl a mn er 06 am TUrsteuerkasiren ο4 befestigt. Uie Verbindung der Klammer 36 mit dem VTimürreQ.ektor 12 kann irgendv;ie, z.B. durch Schweißen, gebildet werden.

Während der Türsteuerkasten o4 von irgendeiner bekannten Konstruktion sein kann, weist die bevorzugte /.usführungsform ein GolenoJd zur Bewegung der iv'elle 73 auf. Die Erregung des i,'\ den T'.irsteuerkasten 34 enthaltenen Solenoids (nicht gezeirt) wird durch die Lichtmeßfühlervorrichtunc 60 bewirkt. Menn das von der LichtrnePfühlervorrichtung 60 empfangene Licht unterhalb eines vorbestimmten Niveaus fällt, wird ein Steuersignalfiber das Kabel dB an den Türsteuerkasten 34 abgegeben, i'ormalerweise schließt das durch die Lichtrneßfühlervorrichtung 60 ausgesendete Signal während der Dämmerung und Kachtzeit über den Türsteuerungskasten 84 die 'Türen 24 und öffnet die Türen 24 bei Tageslicht.

Es ist hier anzumerken, daß der Türverschlußkasten 84 verschiedene Konstruktionen aufweisen kann, wie etwa einen hydraulischen Arbeitszylinder. Die Türen können auch manuell durch eine Bedienungsperson am Anfang und Ende eines Tages geöffnet bzw. geschlossen werden. Es ist auch möglich, daß das Steuersignal einfach von einem manuell betriebenen Schalter abgegeben wird, der an einer geeigneten Stelle vorgesehen ist. Der Grund für das Schließen der Türen 24 liegt darin,

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daß damit l/ämeverluste des .!ohres 20 während der Dunkelheit vermieden werden. Ss ist zu beachten, daß die Türen 24 abgeschrägte Kanten 90 aufweisen, um einen dichten Verschluß sicherzustellen. In gestrichelten Linien sind in Fig. 3 die
Türen 24 in ihrer geschlossenen Stellung dargestellt.

Fig. 4 zeigt, v.'ie der Sonnenenergie-Kollektor 10 in einem. Energiesystem verwendet v/erden kann. Da das wasser einen Siedepunkt von 100 C bei ileereshöhe aufweist, ist es zur Verwendung in Sonnenheizkollektoren ungeeignet. Als Flüssigkeit im Sonnenenergie-Kollektor 10 kommt eine Flüssigkeit mit einem hohen Verdampfungsptinkt, wie etwa flüssiges Natrium, in Frage. Obwohl der Sonnenenergie-Kollektor normalerweise in
Nordsüdrichtung ausgerichtet sein sollte, sollte er doch eine geringe Neigung aufweisen, so daß das flüssige Natrium durch

1^r> das Rohr 20 hindurchgepumpt werden muß und damit die Flußgoschwindigkeit durch das Rohr 20 sichergestellt wird. In Fig. ist eine Pumpe 92 dargestellt, die das Natrium durch das Rohr 20 des Sonnenenergie-Kollektors 10 fließen läßt. Der Auslaß 94 aus dem Sonnenenergie-Kollektor 10 sollte etv/as höher liegen als der Einlaß 96 in den Kollektor. Von Auslaß 94 fließt das während seines Aufenthalts im Rohr 20 durch die Sonnenstrahlen aufgeheizte Natrium durch das Rohr ^c?o in die V/ärmesonke 101. In der Wärmesenke 101 wird die '„"arme des flüssigen Mo tr ium,s auf ein anderes Medium, wie etwa '.vasser, übertragen, un Arbeit auszuführen. Die Spulen 100, durch die das aufgewärmte Natrium fließt, sind mit den Spulen 102 verzv/.illt,

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durch die ein Kodiu"-, v/i p ;yi;wa "'vasser, fließt. Dadurch wird bewirkt, daß die ?,ärrae von dem aufgewärmten natrium ouf das ^T.acscr Vbr-rtrocen und damit Daropf erzeugt wird. Der Darnrjf fliegt vor; den ^oulen 102 und. der V.'ärnesenke 101 ';ber das Rohr 10^· zu einer Dampfturbineneinheit 106. Von der Dampftiirbineneinhe.it 106 kehrt das flüssige ivasser zu den Spulen 102 der wärmesenke 101 über dr.s i'ohr 108 zurück.

Oa in dem Sonnenenergie-Kollektor 10 flüssiges Natrium ist, ist es jv/ingend erforderlich, daß Sauerstoff nicht mit den Oberflächen in Berührung; kommt, über die das flüssige Natrium fließt. Daher ist ein zusamraendrückbarer Tank 110 aber ein Ventil 112 mit dem Auslaß 94 des Sonnenenergie-Kollektors 10 verbunden. Sin im zusammendrückbaren Tank 110 befindliches Heliumgas füllt dann den gesaraten vom flüssigen Natrium nicht eingenommenen Raum. Dies ist für das Entleeren des flüssigen Natriums aus dem Sonnenenergie-Kollektor 10 sehr wichtig. Darüber hinaus ist ein Hilfsboiler 114 vorgesehen, der jeweils über die normalerweise geschlossenen Ventile 116 und 11ü mit den Rohren 104 bzv/. 108 verbunden 1st.

-s kann erforderlich sein, den Hilfsboiler 114 nach dem Start der Dampfturbine 106 zu Beginn des Tages zu verwenden. Der Hilfsboiler 114 liefert lediglich Dampf für die Turbine, wenn die vom Sonnenenergie-Kollektor 10 empfangene Energie zum Antreiben der Dampfturbine 106 nicht ausreichend ist.

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?.s ist auch anzumerken, daß die vom Sorinenanergiei'ollektor 10 durch ops flüssige iiatrium aufj-enomirene 'värine such direkt als Gebrauchsieistun,^ verv;endet werden kann, ohne daß eine j.nergieumwandlung erforderlich v/are, wie sie in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben wurde. Die Umwandlung der vorn Sonnenenergie-Kollektor empfangenen Wärme durch Zustandsänderung des vvassers in Dampf ist lediglich eine der vielen Verwendungsmöglichkeiten der von den Sonnenstrahlen empfangenen Energie.

Änderungen und Ausgestaltungen der beschriebenen Ausführungsfonn sind for den Fachmann ohne weiteres möglich und fallen in den Rahmen der Erfindung. Go können die Sonnenstrahlen durch Veränderung der Größe des Primärreflektors 12 und des Sekundärreflektors 1A, ebenso wie des ohres 20 weiter konzentriert werden. Ebenso kann eine weitere Konzentration der Sonnenstrahlen durch eine zusätzliche Reflexion der Sonnenstrahlen an weiteren Reflektoren erreicht v/erden.

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L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche

\1_y Connenenergie-Jiollektoranordnung zur Konzentration der Sonnenstrahlen, um damit ein hindurchfließendes Fluid aufzuheizen, dadurch gekennzeichnet , daß sie aufweist:

Einen Primärreflektor (12) mit einer länglichen, konkaven reflektierenden Oberfläche zum Auffangen der Sonnenstrahlen,

einen Sekundärreflektor (14) mit einer länglichen, konkaven reflektierenden Oberfläche zum Auffangen der vom Primärreflektor (12) reflektierten Sonnenstrahlen, wobei die reflektierten Strahlen auf der reflektierenden Oberfläche des Sekundärreflektors (14) konzentriert werden und die reflektierende Oberfläche des ,Sekundärreflektors (14) gegenüber der des Primärreflektors (12) kleiner¹ ist,

Befestigungsmittel (16) zum Befestigen des Sekundärreflektors (14) über dem Primärreflektor (12), wobei die Längsachsen der beiden Reflektoroberflächen parallel zueinander sind,

eine Rohranordnung (20), die ortsfest und im wesentlichen parallel zur Längsachse des Primärreflektors (12) befestigt ist, zum Auffangen der durch die untere reflektierende Fläche des Sekundärreflektors (14) weiter konzentrierten und reflektierten Sonnenstrahlen,

OWÖINAL INSPECTED

eine "chwenkvorrichLim^ (52; 2o, /30, 32, ;;_">, Au) zum Schv/en ken des ^rrini;Jr- und Sekundärreflektors (12, 14) urn die hohr f" (20) sowie

eine Steuereinrichtung (60, ^a) zum Erkennen der Sonnenstrahlen uncl zum Einstellen der Schwenkvorrichtung entsprechend der auf der rohranordnung (20) zu reflektierenden oonnenstrahlen, wenn die Sonnenstrahlen die Richtung ändern.

2. Sonnenenergie-Kollektoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schwenkvorrichtung eine am Primärreflektor (12) schwenkbar angeordnete Struktur, die auch an einem Grundträger (54) schwenkbar angeordnet ist, und eine verlängerbare Steuervorrichtung (52, 56) auf v/ei st, die mit dem Grundträger (54) und dem Primärreflektor (12) schwenkbar verbunden ist, um den Primär- und Sekundärreflektor (12, 14) in Reaktion auf die Steuereinrichtung (60, 5c) zu schwenken.

3. Sonnenenergie-Kollektoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Struktur der Schwenkvorrichtung eine parallelogrammartige Struktur (30, 32, 38, 40) darstellt.

4. Sonnenenergie-Kollektoranordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung eine Lichtmeßfühlervorrichtung (60) auf weist, die ein zum Einstellen des Primär- und Sekundärreflek-

BAD ORlGlNAL

tors (12, 14) mittels dor verlüngercaren Steuervorrichtung (.^?, 5ό) verwendetes Steuersignal erzeugt.

n^: nach einem der Ansprache 2 bis 4, dadurch ρ el-;en η zeichnet , dall die verlängert?re steuervorrichtung ein hydraulischer Arbeitszylinder (52) ist.

6. Sonnenenergie-Kollektoranordnung nc cn einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Rohranordnung (20) unterhalb einer Lüngsüffnung im. lioden der reflektierenden Oberfläche des Primärreflektors (12) angeordnet ist.

7. Sonnenenergie-Kollektoranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Isoliereinrichtung, die sich unterhalb der Längsöffnung und um die Rohranordnung (20) herum erstreckt, um ^T,/ärmeverluste der Rohranordnung (20) zu verhindern, sowie eine schwenkbar mit dem Prirnärreflektor (12) verbundene Tür einrichtung (2A) aufweist, um die Längsöffnung zu schließen.

3. Sonnenenergie-Kollektoranordnung nach .jispruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine -¹Ursteuervorrichtung (70, ü4) zum Offnen und Schließen der Türeinrichtung (24) auf v/ei st, wobei die Steuereinrichtung (70, 04) durch den Primärreflektor (12) getragen wird.

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9. .Sonnenenerrie-Koü.lekt.oroiiorclrun,-"; nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß c'ie Längsachse des Primär- und Sekundürrefl ektors ii"> wesentlicher, in Lordsüdrichtung ausgerichtet ist, vobei öie l°ohranordnun.': etwas geneigt ist, so daß das Fluid hindurchgedr"^:ckt v/orden muß.

10. Sonnenenergie-System zürn Sammeln der Sonnenstrahlen, in den <\!.o Sonnenenergie-Kollektoranordnung nach einem der nils ".leiche 1 bis 9 verwendet wird, dadurch gekennzeichnet , daß sie aufweist eine i^Jumneneinrichtung zun IIindui^chdrHcken eines Fluids durch die Kohranordnunc, um das Fluid durch die Sonnenstrahlen aufzuheizen, vobei die Mohrenordnung leicht geneigt ist, sowie eine Einrichtung zum Umwandeln der '.'ame des Fluids in nutzbare Energie.

11. Sonnenenergie-System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Fluid flüssiges Natrium ist,

12. Sonnenenergie-System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß es eine Schutzgasquelle aufweist, die mit der Rohranordnung verbunden ist, um eine Einbuße oder einen Verlust des Natriums zu gestatten.

13. Sonnenenergie-System nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Umwandlungseinrichtung eine Aärmesenke zum Umwandeln von Wasser in .uampf aufweist, durch den eine dampf gesteuerte ßnergieerzeugungsvorrichtung angetrieben wird.

809886/0241

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