DE2817166A1 - Receiver fuer solarkraftwerke - Google Patents
Receiver fuer solarkraftwerkeInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
- F24S20/20—Solar heat collectors for receiving concentrated solar energy, e.g. receivers for solar power plants
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- 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
- F24S23/72—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with hemispherical reflective surfaces
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- 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
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Description
Die Erfindung betrifft einen Receiver für Solarkraftwerke mit
Konzentrierung des Sonnenlichts nach dem Solar-Farm-Prinzip.
Receiver der genannten Art sind bekannt. Sie arbeiten nach dem Prinzip, daß das Sonnenlicht in einem punktförmigen Bereich
gesammelt bzw. die Wärme dort konzentriert wird und auf ein flüssiges oder gasförmiges Wärmetransportmedium übertragen
wird. Eine Vielzahl von Sammlern dieser Art speist ein gemeinsames
Rohrnetz zur Weiterleitung des Wärmetransportmediums an einen Arbeitsmaschinenkreislauf. Die Sammler werden dem Sonnenstand nachgeführt oder aber werden so gestaltet, daß für einen
bestimmten Bereich auf die Nachführung verzichtet werden kann.
Der Einsatz konzentrierender Receiver kommt dann in Betracht,
wenn im Temperaturbereich von über 1500C gearbeitet werden soll,
allerdings unter Inkaufnahme des Verzichts der Nutzung des indirekten
Sonnenlichts.
Die einfallende Strahlungsenergie muß mit möglichst geringen thermischen Verlusten an das Wärmetransportmedium weitergeleitet
werden, Außerdem müssen die Druckverluste im Wärmeträgermedium
beim Durchlaufen des Absorbers so gering wie möglich gehalten werden, damit die für die Umwälzung erforderliche
Energie klein gehalten werden kann. Erschwerend kommt hinzu, daß einige der in Frage kommenden Wärmetransportmedien überhitzungsempfindlich
sind und von daher die Höhe der inneren Wandtemperatur begrenzt sein kann.
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-4-
-A-
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Receiver anzugeben, der
den vorgenannten Ansprüchen genügt, sich durch Wartungsfreiheit und Unempfindlichkeit gegen thermische Spannungen auszeichnet
und sich mit geringem finanziellen Aufwand herstellen läßt.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß ein Hohlspiegelfeld vorhanden
ist, und daß im Brennpunkt jeden Spiegels außenbestrahlte Kugelabsorber angeordnet sind.
Der Kugelabsorber ist als Träger der Wärmetransportmedium-Führungen
in Abhängigkeit vom gewählten Medium verschieden ausgebildet. Bei der Verwendung flüssiger Medien ist vorgesehen, daß
der Kugelabsorber ein spiralig an seiner Oberfläche angeordnetes in Spiralrillen eingelegtes Spiralröhrchen mit anschließender
galvanischer Abdeckung aufweist.
Eine andere Bauweise sieht vor, daß der Kugelabsorber in Integralbauweise
mit gefrästen oder gewickelten und galvanisch abgedeckten Strömungskanälen versehen ist.
Für siedende Medien reichen niedrigere Strömungsgeschwindigkeiten als bei Flüssigkeiten aus, mithin können größere Strömungsquerschnitte
angewendet werden. Der Receiver ist dann so ausgestaltet, daß der Kugelabsorber in Doppelschalenbauweise aufgebaut
ist.
Der Receiver weist einen nur geringen Druckabfall beim Durchströmen
neben kleiner Temperaturdifferenz zwischen Medium und Wand auf. Die tote Masse des Absorbers ist sehr klein, so daß
sich eine geringe Eigenträgheit einstellt. Die symmetrische Bauweise mit ihren geringen Massen ergibt geringstmögliche thermische
Spannungen, was sich wiederum in großer Lebensdauer niederschlägt.
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Die Erfindung ist anhand der Figuren und der Beschreibung
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Solar-Farm;
Fig. 2 einen Kugelabsorber mit abgedeckten Spiralröhren bzw. Spiralkanal;
Fig. 3 einen Kugelabsorber in geschweißter Schalenbauweise.
Die Solar-Farm gemäß Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt mit einer Anordnung von Hohlspiegeln 10 in deren Brennpunkten Kugelabsorber
11 angeordnet sind. Ein Leitungsnetz 12 sammelt das erhitzte Wärmetransportmedium und führt es zu einer Kraftwerksanlage
13. Die Spiegel sind in bekannter Weise dem Sonnenstand nachführbar. Es ist vorgesehen, den Kugelabsorber
selbst feststehend anzuordnen.
Gemäß Fig. 2 weist der Kugelabsorber 14 einen Eintritt 15 und einen Austritt 16 auf. Im oberen Quadranten ist die Ausführung
mit Spiralröhrchen 17 gezeigt. Im unteren linken Quadranten ist die Integralbauweise mit gefrästen oder auch in Wickeltechnik
hergestellten Strömungskanälen 18 dargestellt. Die Spirale
17 kann aus Kupfer oder geeigneter Kupferlegierung hergestellt sein und wird auf einer nicht näher dargestellten Spiralrille
auf der Kugeloberfläche 19 mit anschließendem Übergalvanisieren aufgewickelt. Die Ausführung des Spiralkanals in Kupfer oder
gut wärmeleitender anderer Werkstoffe erlaubt einen großen Kanalabstand
und dadurch kurze Rohrlängen und niedrigere Druckverluste als Ausführungen in Stahl, Nickel oder dergleichen.
Beide Ausführungen der spiraligen Einkanalanordnung sind für
flüssige Wärmetransportmedien möglich, weil die für den Wärme-
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Übergang erforderlichen Strömungsgeschwindigkeiten sehr kleine Strömungsquerschnitte verlangen. In beiden Fällen ist eine anschließende
Deckgalvanisierung vorgesehen.
Fig. 3 zeigt eine Ausführung in geschweißter Doppel-Schalenbauweise,
basierend auf gängigen Herstellungsprozeduren wie Drücken, Pressen, Schweißen. Im Eintritt 21 tritt Flüssigkeit
in den Absorber 24 ein und gelangt in den Ringspalt 23. Das siedende Medium verläßt am Dampfaustritt 22 den Absorber.
Die Spiegel mit zugehörigem Kugelabsorber können in Abhängigkeit vom Transportmedium oder auch der Vor- oder Ablauftemperatur
in Reihe, parallel oder auch gemischt geschaltet sein.
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Claims (8)
- Patentansprüche(iy Receiver für Solarkraftwerke mit Konzentrierung des Sonnenlichts nach dem Solar-Farm-Prinzip, dadurch gekennzeichnet , daß ein Hohlspiegelfeld (lo) vorhanden ist, und daß im Brennpunkt jeden Spiegels außenbestrahlte Kugelabsorber (11,14,24) angeordnet sind.
- 2. Receiver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Kugelabsorber (14) ein spiralig an seiner Oberfläche (19) angeordnetes in Spiralrillen eingelegtes Spiralröhrchen (17) mit anschließender galvanischer Abdeckung (18) aufweist.-2-809843/OAO9ORIGINAL INSPECTED
- 3. Receiver nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Kugelabsorber (14) in Integralbauweise mit gefrästen oder gewickelten und galvanisch abgedeckten Strömungskanälen (2o) versehen ist.
- 4. Receiver nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Kugelabsorber (24) in Doppelschalenbauweise aufgebaut ist.
- 5. Receiver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Parabolspiegel/Kugelabsorber-Einheiten (lo, 11) in bezug auf das Wärmetransportmedium parallel geschaltet sind.
- 6. Receiver nach Anspruch I1 dadurch gekennzeich.net , daß die Einheiten (lo,ll) in bezug auf das Wärmetransportmedium in Reihe geschaltet sind.
- 7. Receiver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Mischschaltung nach Anspruch 2 und Anspruch 3 vorhanden ist.
- 8. Receiver nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß Eintritt (15,21) und Austritt (16,22) des Wärmetransportmediumsan der dem Spiegel (lo) abgewendeten Seite angebracht sind.909843/0409
Priority Applications (4)
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