DE60223711T2

DE60223711T2 - Strahlungs-hitzeschild für solarsystem

Info

Publication number: DE60223711T2
Application number: DE60223711T
Authority: DE
Inventors: Joel Schwartzman; Shmuel Klapwald; Menashe Barkai; Eli Mandelberg; Avi Brenmiller
Original assignee: Solel Solar Systems Ltd
Current assignee: Siemens Concentrated Solar Power Ltd
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2002-11-13
Publication date: 2008-10-30
Anticipated expiration: 2022-11-14
Also published as: EP1448936A1; ES2297026T3; EP1448936B1; CN100414213C; DE60223711D1; PT1448936E; CY1107873T1; DK1448936T3; US6705311B1; WO2003042609A1; ZA200403804B; CN1608189A; IL161917A0; AU2002349808B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Solarenergiesammelsysteme des so genannten fokussierten Kollektortyps. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Strahlungswärmeschild für solche Kollektoren.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die rasche Ausbeutung natürlicher Energieressourcen gemeinsam mit der Suche nach umweltfreundlichen Energieressourcen und der Notwendigkeit, Energie für entfernt liegende Gemeinden oder Betriebsstätten bereitzustellen, führen zu einem erhöhten Interesse an Solarenergiesystemen und an deren Verbesserungen. Jedoch ist aufgrund von Wirtschaftlichkeits- und Effizienzerwägungen kommerzielle Solarenergie in ihrer Anwendung noch immer begrenzt. Dennoch verbessert kontinuierliche Forschung die Effizienz solcher Solarsysteme, welche allmählich kosteneffektiver werden, und macht sie günstiger.
Es sind verschiedene Arten von Solarkollektorsystemen bekannt, um Solarenergie in andere Formen nutzbarer Energie umzuwandeln, indem die Solarenergie gesammelt und in Wärmeenergie umgewandelt wird. Die Wärmeenergie kann dann in verschiedenen Formen verbraucht werden.
Die US 4,186,725 offenbart einen Solarenergiekollektor, welcher ein Metallrohr aufweist, durch welches sonnenerwärmte Fluide passieren können. Das Metallrohr wird durch ein koaxiales, transparentes Glasrohr und ein Paar Metallbälge, welche die Enden des Glasrohres an dem Metallrohr in flexiblen Abdichtungen abdichten, die dazu ausgestaltet sind, relativer radialer und linearer Ausdehnung des Glases Rechnung zu tragen, in einer Hochvakuumumgebung in der Ordnung von 10⁶ Torr gehalten. Das Metallrohr kann mit einer entsprechenden Absorptionsschicht beschichtet sein, und die Anordnung der Metall- und Glasrohre kann einen Teil eines Solarsystems ausbilden, wie beispielsweise einen nicht-abbildenden Konzentrator, in welchem die Rohre longitudinal zu einem und in einem länglichen Parabolreflektor angeordnet sind.
Die US 4,273,104 offenbart einen fokussierenden Solarenergiekollektor, der einen Hauptreflektor aufweist, welcher aus einer zentralen Stützrippe und mehreren lateralen Stützrippen zusammengesetzt ist, welche sich von der Hauptstütze erstrecken, um eine Reihe kreuzförmiger Stützen für ein dünnes, reflektierendes Blech auszubilden, welches durch ein doppelseitiges Klebeband an den Stützen festgehalten wird. Die zentrale Stützrippe steht mit Endstützen für ein evakuiertes zylindrisches Glasrohr in Verbindung, das einen Empfänger und einen Sekundärspiegel umfasst. Der Sekundärspiegel wird aus einer Extrusion ausgebildet und weist eine längliche, gekrümmte, reflektierende Oberfläche auf, deren Kanten den Glaszylinder berühren, und eine längliche Rippe, welche ebenfalls das Glas berührt, um eine Dreipunktauflage zu bieten. Zwischen dem Empfänger und den Endplatten ist eine flexible Abdichtung vorgesehen, damit der Glaszylinder unterschiedlicher Ausdehnung Rechnung trägt.
Eine besondere Art von Solarsystemen ist der sogenannte „fokussierte Kollektortyp", bei dem an dem Brennpunkt eines reflektierenden Elements ein Wärmesammelelement (HCE) angeordnet ist, welches mit Nachführungsmitteln zum Verfolgen der Sonne auf ihrer Bahn am Himmel versehen ist, um die Strahlungswinkeleffizienz des Solarsystems zu verbessern. Das HCE umfasst ein spritzbeschichtetes Rohr mit einer hindurchfließenden Flüssigkeit und das beschichtete Rohr ist in einem koaxialen, lichtdurchlässigen Schutzrohr (üblicherweise aus widerstandsfähigem Glas hergestellt) mit einem darin gebildeten Vakuum angeordnet, um den Wirkungsgrad des Solarsystems zu verbessern. Solche Systeme werden häufig als ultimative Vakuumkollektoren (UVAC) bezeichnet.
Das schützende Glasrohr schützt das beschichtete Rohr, welches aus Metall hergestellt und mit einer Schicht eines Materials beschichtet ist, welches einen hohen Strahlungsabsorptionskoeffizienten aufweist, und minimiert den Wärmeverlust aus dem beschichteten Rohr. Ein Solarwärmekollektorsystem ist üblicherweise Dutzende Meter lang und beansprucht ein großes Feld. Aus praktischen Gründen ist das Solarsystem aus ausgerichteten, beschichteten Rohrelementen aufgebaut, welche derart miteinander verbunden sind, dass eine kontinuierliche Linie gebildet wird, während Segmente der schützenden Glasrohre sich über einen großen Teil der beschichteten Rohrelemente erstrecken, obwohl sie nicht kontinuierlich sind.
Die beschichteten Rohre und die Schutzrohre weisen unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten auf und demgemäß sind die Schutzrohre nicht kontinuierlich, da Temperaturveränderungen zu einer nicht-gleichförmigen Ausdehnung der beschichteten Rohre und ihrer jeweiligen Schutzrohre führen würden, was eine schwerwiegende Schädigung des Systems zur Folge hätte. Somit wird es notwendig, die Schutzrohre abdichtend über das beschichtete Rohr zu koppeln, wobei eine geeignete Vorrichtung angewendet wird, welche einen gewissen Freiheitsgrad bereitstellt, insbesondere in axialer Richtung, um unterschiedliche Ausdehnung des Glasrohrs über dem metallbeschichteten Rohr zu erlauben, während das Vakuum in dem Schutzrohr bewahrt wird.
Solch ein Element ist ein balgartiges Verbindungselement, welches ein axiales Ende, das abdichtend über dem beschichteten Rohr befestigt ist, und ein gegenüberliegendes Ende aufweist, das koaxial mittels einer sogenannten Glas-zu-Metall-Verbindung mit dem Schutzrohr verbunden ist, wobei die Dicke des jeweiligen Endes des Balges deutlich vermindert ist und einen Durchmesser entsprechend dem des Glasrohrs aufweist. Durch Schmelzen des Endes des Glasrohrs kann der Metallanteil mit verminderter Dicke in eine Kante des geschmolzenen Glasrohrs eingeführt werden, wodurch seine Kanten mit Glas überlappt werden und er faktisch abdichtend darangeschweißt wird.
Allerdings bleibt die Zone der Glas-zu-Metall-Verbindung anfällig und Temperaturwechsel können eine unterschiedliche Ausdehnung der Metall- gegenüber den Glaskomponenten bewirken, was zu einem Vakuumverlust oder sogar zum Bruch des umhüllendend, schützenden Glasrohres führt.
Das Problem unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten von Glas- und Metallkomponenten kann insbesondere durch konzentrierte oder reflektierte Strahlung auftreten, welche, anstatt in Richtung des beschichteten Rohrs des Wärmesammelelements reflektiert zu werden, zur Glas-zu-Metall-Verbindungszone reflektiert werden. Ein besonderes Problem tritt auf, wenn die Sonne in einem niedrigen Winkel steht, wobei Strahlung in Richtung einer der Glas-zu-Metall-Verbindungszonen des HCE reflektiert wird. Da es beispielsweise am effektivsten ist, das Solarsystem derart zu platzieren, dass eine Längsachse des HCE parallel zum Meridian angeordnet wird und sich also in einer Nord-Süd-Orientierung erstreckt, tritt in der nördlichen Hemisphäre das Problem von Strahlen, die auf die Glas-zu-Metall-Verbindungszone treffen, hauptsächlich an den nördlichen Enden jedes Schutzrohrs auf.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Strahlungsschild bereitzustellen, um die Glas-zu-Metall-Verbindungszone vor direkten oder reflektierten Sonnenstrahlen zu schützen, um eine nicht-gleichförmige Ausdehnung der Glas- und Metallkomponenten an der Verbindungszone zu verhindern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Solarsystem mit den Merkmalen aus Anspruch 1 und eine Strahlungsschildanordnung mit den Merkmalen aus Anspruch 19 bereitgestellt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Schildanordnung ein externes, einstückiges Schildelement, welches sich über die Verformungszone und die GMC-Zone erstreckt. Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst die Strahlungsschildanordnung ein erstes externes Schildelement, welches sich von der proximalen Falte in Richtung des distalen Endes des Verbindungselements erstreckt, und ein zweites externes Schildelement, welches sich von der proximalen Falte in Richtung eines entsprechenden Endes des Glasrohrs erstreckt. Demgemäß schirmt das erste Schildelement das Verbindungselement und das zweite Schildelement die GMC-Zone ab.
Ein besonderes Merkmal der Erfindung ist es, eine Strahlungsschildanordnung bereitzustellen, welche ein erstes Schildelement umfasst, welches sich über das Verbindungselement (Verformungszone) erstreckt, und ein zweites Schildelement, welches sich über die Übergangszone und die GMC-Zone erstreckt.
Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung zudem ein internes Schildelement bereit, welches sich zwischen dem HCE und dem umhüllenden Glasrohr benachbart zur GMC-Zone erstreckt; wobei das interne Schildelement die Längsachse schneidet. Das interne Schildelement ist insbesondere zum Abschirmen der Glas-zu-Metall-Verbindungszone gegen Strahlen verwendbar, welche reflektiert werden, wenn die Sonne in einem niedrigen Winkel steht.
Die externen Schildelemente sind gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit mehreren Stützbeinen ausgebildet, welche radial nach innen vorstehen. Die Stützbeine sind gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung integral mit den externen Schildelementen. Allerdings können die Stützbeine bei dem internen Schildelement nicht-integral mit dem Schildring sein und an ihm in einer Weise befestigt sein, welche ihnen einen radial vorspannenden Effekt verleiht.
Für die besten Resultate sind wenigstens externe Oberflächen der Schildanordnungselemente reflektierend, z. B. durch ein sonnenreflektierendes Beschichtungsmittel, durch entsprechende Endbearbeitung (Polieren) von hoch reflektierenden Solarmetallen etc.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren ihrer Aspekte zudem die Konstruktion von Schildelementen und ihre Herstellung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Um die Erfindung zu verstehen und um zu sehen, wie sie in der Praxis ausgeführt werden kann, werden nun einige Ausführungsformen lediglich als nicht einschränkende Beispiele mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen
1A eine schematische Darstellung eines fokussierten kollektorartigen Solarsystems ist;
1B eine Schnittansicht einer Glas-zu-Metall-Verbindung einer Solareinheit gemäß dem Stand der Technik ist;
2A eine Vergrößerung des nördlichen Endes eines Kollektors ist, welcher in 1A mit II bezeichnet ist, welche Sonnenstrahlen darstellt, die außerhalb des Brennpunktes liegen, welche vom Reflektor des Kollektors in Richtung der Glas-zu-Metall-Verbindung reflektiert werden;
2B eine Seitenansicht von 2A ist, welche Sonnenstrahlen darstellt, die aus dem Brennpunkt in Richtung der Glas-zu-Metall-Verbindung reflektiert werden;
3A eine Perspektivansicht sich verbindender Enden von Wärmesammelelementen ist, welche mit Strahlungsschilden gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgerüstet sind;
3B ein Längsschnitt durch 3A ist;
4 eine teilweise angeschnittene Ansicht des Anteils ist, welcher in 3B mit IV markiert ist, welche eine Ausführungsform eines Strahlungsschildes gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
5A eine isometrische Ansicht eines externen Schildelements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
5B eine Seitenansicht des Schildelements ist, welches in 5A dargestellt ist;
5C eine Abwicklung des Schildelements aus 5A und 5B ist;
6 eine teilweise angeschnittene Ansicht einer weiteren Ausführungsform ist, welche eine Glas-zu-Metall-Zone gemäß der vorliegenden Erfindung abschirmt;
7A eine isometrische Ansicht eines externen Schildelements ist, welches gemäß der Ausführungsform in 7 verwendet wird;
7B eine Seitenansicht des Schildelements aus 7A ist;
7C eine Abwicklung des Schildelements aus 7A ist;
8A eine isometrische Ansicht einer Anordnung einer internen Strahlungsschildeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
8B eine isometrische Explosionsansicht des Schildelements aus 8A ist und
8C eine Seitenansicht des Schildelements aus 8A ist, welche mittels gestrichelter Linien die verformte Position der Stützbeine des Schildelements darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG SPEZIFISCHERAUSFÜHRUNGSFORMEN
Zunächst wird auf die 1A der Zeichnungen hingewiesen, welche ein Solarverbindungssystem darstellt, welches allgemein mit 10 bezeichnet wird. Ein solches Solarsystem kann ein Teil eines Solarfeldes sein, welches hunderte Meter Kollektoreinheiten wie in 1 fassen kann. Das Kollektorsystem umfasst mehrere koaxial ausgerichtete Kollektoreinheiten 12, wobei jede ein Wärmesammelelement (HCE) umfasst, welches im Brennpunkt eines Solarreflektors 18 fixiert ist, welcher in dem vorliegenden Beispiel ein wannenartiger Reflektor ist. Jede Solareinheit 12 ist auf Stützbeinen 20 angebracht, wobei ein Nachführmechanismus (nicht dargestellt) zum Mitführen mit der Sonne auf ihrem Weg über den Himmel bereitgestellt wird.
Das Wärmesammelelement (HCE) umfasst ein spritzbeschichtetes Rohr 16 (beschichtet mit einer strahlungsabsorbierenden Schicht), wobei die Anordnung derart ist, dass die Wärmesammelelemente benachbarter Einheiten 12 z. B. durch Schweißen miteinander gekoppelt sind, wobei ein Wärmesammelfluid hindurchfließt.
Um den Wärmewirkungsgrad des Solarsystems zu erhöhen und die beschichteten Rohre zu schützen, ist jedes Rohr 16 koaxial in einem unter Vakuum stehenden schützenden Glasrohr 24 angeordnet. Um den Raum 26 (1B, 3A, 3B) unter Vakuum zu halten, wird ein geeignete Anordnung bereitgestellt, um das Schutzrohr 24 über dem beschichteten Rohr 16 abdichtend zu stützen, wobei dies durch ein balgartiges Verbindungselement geschieht, welches allgemein mit 30 bezeichnet ist, wie in 1B zu sehen. Das Verbindungselement 30 umfasst mehrere Falten 32 mit einem am weitesten distalen Ende 36, welches abdichtend gegen einen Haltering 38 drückt, welcher bei 40 über dem beschichteten Rohr 16 durch Verschweißung abdichtend fixiert ist. Das distale Ende des Verbindungselements ist demgemäß axial über dem beschichteten Rohr 16 fixiert. Von einer proximalen Falte 42 des Verbindungselements erstreckt sich ein zylindrischer Abschnitt 46, welcher sich koaxial mit dem Rohr 16 erstreckt und eine graduell abnehmende Dicke aufweist. Dieser Abschnitt wird als Glas-zu-Metall-Verbindungszone bezeichnet. Ein Ende 48 des rohrförmigen Abschnitts 46 ist signifikant dünn und weist einen Durchmesser auf, welcher einem engen Teil 50 des Schutzrohrs 24 entspricht, wodurch ein Schmelzen des Endes des Glasrohrs eine Verbindung mit dem Ende 48 der Metallkomponente in einer so genannten Glas-zu-Metall-Verbindung ermöglicht.
Das Verbindungselement 30 und das Schutzrohr 24 weisen unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten auf, wodurch das Verbindungselement 30 sich stärker als das glasschützende Rohr 24 ausdehnt. Diese Ausdehnung wird axial durch die Falten des Verbindungselements 30 absorbiert. Allerdings kann unter extremen Wärmebedingungen das Verbindungselement die Ausdehnung des Glasrohrs und des Verbindungselements unter Umständen nicht mehr bewältigen, was zu beträchtlichen Schäden an der Kollektoreinheit führen kann. Dies kann insbesondere bei konzentrierten oder reflektierten Sonnenstrahlen 56 auftreten, in 2A und 2B durch die Linie 58 dargestellt, die durch den Reflektor 18 reflektiert werden.
Durch Bereitstellen einer Strahlungsschildanordnung, welche in 3A und 3B mit 60 bezeichnet ist, und in größerem Maßstab in 4, wird das oben genannte Problem überwunden.
Die Strahlungsanordnung 60 umfasst ein erstes externes Schildelement 62, ein zweites externes Schildelement 64 und ein internes Strahlungsschildelement 68, welches nur am nördlichen Ende einer Kollektoreinheit vorgesehen ist, und zwar an der Verbindung rechts in 3A und 3B, welche mit N bezeichnet ist, und wie zudem in 4 zu sehen ist. Das interne Schildelement 68 ist insbesondere dann nützlich, wenn die Sonne in einer niedrigen Position steht, wobei Strahlen in einem schrägen Winkel reflektiert werden. Dies tritt beispielsweise an einem nördlichen Ende der Kollektoreinheit (in einer Nord-Süd Orientierung angebracht, in der nördlichen Hemisphäre) auf und somit werden besondere Mittel bereitgestellt, um solche Strahlung abzublocken.
Der erste und der zweite externe Strahlungsschild 62 beziehungsweise 64 sind koaxial mit der Längsachse des beschichteten Rohres 16 und die Anordnung ist solcherart, dass das erste Schildelement 62 den Faltenabschnitt des Verbindungselements 30 abschirmt und das zweite Schildelement 64 die Glas-zu-Metall-Verbindungszone 46 abschirmt. Die externen Schildelemente 62 und 64.
Bevorzugt sind die externen Oberflächen (welche der Strahlung zugewandt sind) der Schildelemente hoch reflektierend, entweder durch geeignete Endbearbeitung, z. B. Polieren von hoch reflektierendem Metall, oder durch Beschichtung, z. B. Silberbeschichtung, um den Reflexionsgrad zu erhöhen und die Erwärmung der Schildelemente zu senken.
Wie am besten in 4 zu sehen, erstrecken sich die externen Schildelemente 62 und 64 koaxial über das Verbindungselement 30 und die Glas-zu-Metall-Verbindungszone 46. Die Anordnung ist derart, dass beide Schildelemente mehrere Stützbeine 70 beziehungsweise 72 aufweisen, welche sich radial erstrecken und zum Eingreifen in die am meisten proximale Falte 74 des Verbindungselements 30 eignen. Die Anordnung ist derart, dass axiale Verformung des Verbindungselements 30 entsprechende axiale Verschiebung der Schildelemente verursacht, um die Bestrahlung des Verbindungselements und der Glas-zu-Metall-Verbindungszone mir konzentrierter oder reflektierter Strahlung zu minimieren wie auch das Verbindungselement 30 vor umweltbedingter Schädigung (erhöhter Oxidation etc.) zu schützen.
Die Glas-zu-Metall-Verbindungszone wird ferner durch den internen Strahlungsschild 68 geschützt, welcher es ermöglicht, die Länge des zweiten externen Schildelements 64 zu verkürzen, wodurch vermieden wird, die effektive Länge des schützenden Glasrohrs 24 und des beschichteten Rohrs 16 zu beeinträchtigen. Demgemäß erstrecken sich das proximale Ende 76 des zweiten externen Schildelements 64 und der radiale Abschnitt 78 des internen Schildelements gemeinsam axial.
Es wird nun des Weiteren auf 5A–5C hingewiesen, welche eine besondere Ausführungsform der externen Schildelemente darstellen. Tatsächlich ist die gleiche Konfiguration sowohl für das erste als auch für das zweite externe Schildelement geeignet, wobei der einzige Unterschied in ihrer Länge und ihrem Durchmesser liegt.
Ein solches Schildelement, welches allgemein mit 90 bezeichnet wird, ist aus einem flachen Materialstreifen 92 (5C) gebildet, welcher mit mehreren Vorsprüngen 94 ausgebildet ist, welche schließlich Stützelemente 96 (5A und 5B) bilden, welche derart gefaltet sind, dass sie sich radial nach innen erstrecken. Diese Stützbeine entsprechen den Stützbeinen 70 und 72 in 4.
Die Breite W des Bandes 92 entspricht der Länge des jeweiligen ersten oder zweiten externen Schildelements 64 und die Höhe H der Vorsprünge 94 entspricht der tatsächlichen Länge der Stützbeine zum Drücken gegen die proximale Falte 74, wie in 4 zu sehen.
Das Band 92 ist ferner an seinem ersten Ende mit zwei Schlitzen 102 ausgebildet, und sein gegenüberliegendes Ende ist mit zwei Vorsprüngen 104 ausgebildet, wodurch, nachdem die Vorsprünge 94 gebogen wurden, so dass sie sich senkrecht zur Oberfläche des Bandes 92 erstrecken, und dann das Schildelement gebildet wird, um seine ringförmige Form zu erhalten, wobei die Stützbeine in die proximale Falte eingreifen, das Schildelement durch Einbringen der Vorsprünge 104 in die Schlitze 102 und Biegen der Vorsprünge 104 ähnlich wie bei einem Befestigungsband fixiert wird, wie in 3A zu sehen.
Eine weitere Ausführungsform eines externen Schildelements ist in 6 dargestellt, wobei ein einheitliches externes Schildelement 110 bereitgestellt wird, wobei der Schild die gesamte Länge des Verbindungselements 30 und die Glas-zu-Metall-Verbindungszone 46 mit mehreren sich radial erstreckenden Stützbeinen 114 zum Eingreifen in die proximale Falte 74 überspannt und das Schildelement 110 stützt.
7A–7C stellen eine Ausführungsform eines externen Schilds 110 wie in 6 dar, wobei die Breite W des Bandes 116 der Gesamtlänge des Verbindungselements 30 und der Glas-zu-Metall-Verbindungszone 46 entspricht. In der besonderen Ausführungsform, die in 7A–7C dargestellt wird, werden die Stützbeine 114 integral aus dem Band gebildet, welches das Schildelement durch darin ausgebildete Ausschnitte bildet. Es wird allerdings darauf hingewiesen, dass solche Stützbeine auch durch andere Mittel ausgebildet werden können, z. B. durch Punktschweißen solcher radialer Vorsprünge, wie sie an sich bekannt sind.
Es wird nun weiter auf 8A–8C hingewiesen, welche sich auf das interne Schildelement 68 beziehen. Das interne Schildelement 68 ist ein ringförmiges Element, welches einen L-artigen Querschnitt aufweist, wobei ein erster Armabschnitt 120 desselben geeignet ist, sich radial in den unter Vakuum stehenden Raum 26 zu erstrecken (siehe 1B, 4 und 6), wobei der Abschnitt eine externe reflektierende Oberfläche 122 aufweist, z. B. durch Polieren, Beschichten mit einem reflektierenden Material etc. Der zweite Beinabschnitt 124 erstreckt sich koaxial mit der Längsachse des Wärmesammelelements und dient dem Stützen der vorspannenden Stützbeine 128. Der Ring ist mit drei Öffnungen 130 ausgebildet, welche zum Unterbringen eines Hakenabschnitts 134 jedes Stützbeins 128 geeignet sind.
In der montierten Position drücken die Stützarme 128 gegen die externe Oberfläche des Armabschnitts 124, während der Hakenabschnitt 134 in der Öffnung 130 angeordnet ist. In dieser Position sind die Stützbeine radial nach außen vorgespannt, wie in 8C, obwohl sie zum Einbringen und Eingreifen in eine proximale Falte des Verbindungselements 30, wie in 4 und 6 dargestellt, einschnappend in die Position verformt werden können, welche in 8C durch gestrichelte Linien dargestellt ist.
Wie in diesen Figuren zu sehen, wird das interne Schildelement in einer Zwischenposition in dem unter Vakuumraum 26 angeordnet, ohne in Kontakt mit entweder dem beschichteten Rohr 16 oder dem Schutzrohr 24 zu stehen, und es erstreckt sich axial ähnlich dem Ausmaß des zweiten externen Schildelements 64.

Claims

Solarsystem (10), aufweisend einen Reflektor (18) und ein Wärmesammelelement, HCE, das am Brennpunkt des Reflektors angeordnet ist, wobei das HCE eine Längsachse besitzt, die sich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt; das HCE ein beschichtetes Rohr (16) aufweist, das in einem koaxialen evakuierten umhüllenden Glasrohr (24) aufgenommen ist; das umhüllende Glasrohr (24) an entsprechenden Enden davon am beschichteten Rohr (16) mittels eines koaxial verformbaren Verbindungselements (30) befestigt ist, welches ein distales Ende aufweist, das abdichtend am beschichteten Rohr (16) befestigt ist, und ein proximales Ende, das abdichtend an einem entsprechenden Ende des umhüllenden Glasrohrs (24) mittels einer Glas-zu-Metall-Verbindung, GMC, befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Strahlungsschildanordnung (60) über das Verbindungselement (30) und über die GMC erstreckt; wobei die Strahlungsschildanordnung (60) mittels Stützbeinen (70, 72), welche sich benachbart zum proximalen Ende im Eingriff mit dem Verbindungselement (30) befinden, am Verbindungselement (30) angebracht ist.
Solarsystem (10) nach Anspruch 1, bei dem das verformbare Verbindungselement (30) ein balgartiges Element ist, das eine axiale Verformungszone aufweist, die mit mehreren Falten (32) und einer Übergangszone ausgebildet ist, die sich von einer proximalsten Falte (74) zur GMC-Zone erstreckt, wobei die Stützbeine (70, 72) in die proximalste Falte (74) des Verbindungselements (30) eingreifen.
Solarsystem (10) nach Anspruch 2, bei dem die Strahlungsschildanordnung (60) ein externes einstückiges Schildelement aufweist, das sich über die Verformungszone und die GMC-Zone erstreckt.
Solarsystem (10) nach Anspruch 2, bei dem die Strahlungsschildanordnung (60) ein erstes externes Schildelement (62) aufweist, das sich von der proximalen Falte (74) in Richtung des distalen Endes des Verbindungselements (30) erstreckt, und ein zweites externes Schildelement (64), das sich von der proximalen Falte (74) in Richtung eines entsprechenden Endes des Glasrohrs (24) erstreckt.
Solarsystem (10) nach Anspruch 2, bei dem die Strahlungsschildanordnung (60) ein erstes Schildelement (62) aufweist, das sich über die Verformungszone erstreckt, und ein zweites Schildelement (64), das sich über die Übergangszone und die GMC-Zone erstreckt.
Solarsystem (10) nach Anspruch 5, bei dem das erste Schildelement (62) und das zweite Schildelement (64) mittels der Stützbeine (70, 72), die in dieselbe Falte (32) eingreifen, am Verbindungselement (30) befestigt sind.
Solarsystem (10) nach Anspruch 1, bei dem die Stützbeine (70, 72) radiale Segmente (78) sind, die integral mit dem Strahlungsschildelement (60) ausgebildet sind.
Solarsystem nach Anspruch 4, bei dem sich das erste Schildelement (62) und das zweite Schildelement (64) parallel bezüglich der Längsachse des HCE erstrecken.
Solarsystem (10) nach Anspruch 2, bei dem die Strahlungsschildanordnung (60) ein internes Strahlungsschildelement (68) aufweist, das sich zwischen dem beschichteten Rohr (16) und dem umhüllenden Glasrohr (24) benachbart zur GMC-Zone erstreckt; wobei das interne Schildelement (68) die Längsachse schneidet.
Solarsystem (10) nach Anspruch 9, bei dem das interne Schildelement (68) Stützbeine (70, 72) aufweist, die in die proximalste Falte (74) des Verbindungselements (30) eingreifen.
Solarsystem (10) nach Anspruch 10, bei dem das interne Schildelement (68) ein Ringelement mit einem L-ähnlichen Abschnitt ist, dessen erster Armteil (120) sich parallel zum beschichteten Rohr (16) erstreckt und dessen anderer Armteil (124) sich senkrecht dazu erstreckt.
Solarsystem (10) nach Anspruch 9 in Kombination mit Anspruch 4, bei dem sich ein entferntes Ende des internen Schildelements (68) und ein entferntes Ende des zweiten externen Schildelements (64) axial überlappen.
Solarsystem (10) nach Anspruch 11, bei dem das interne Schildelement (68) Stützbeine (128) aufweist, die gegen den ersten Armteil (120) drücken und radial nach außen vorgespannt sind, um so in die proximalste Falte (74) des Verbindungselements einzugreifen.
Solarsystem (10) nach Anspruch 1, bei dem die Längsachse des HCE so positioniert ist, dass sie sich parallel zum Meridian erstreckt, wobei das erste Ende und das zweite Ende Nord bzw. Süd entsprechen.
Solarsystem (10) nach Anspruch 14, bei dem beide Enden des HCE mit der Strahlungsschildanordnung (60) ausgerüstet sind.
Solarsystem (10) nach Anspruch 15, bei dem zumindest die Strahlungsschildanordnung (60) am zweiten Ende des HCE mit einem internen Strahlungsschildelement (68) ausgerüstet ist, das sich zwischen dem beschichteten Rohr (16) und dem umhüllenden Glasrohr (24) benachbart zur GMC-Zone erstreckt; wobei das interne Strahlungsschildelement (68) die Längsachse schneidet.
Solarsystem (10) nach Anspruch 1, bei dem zumindest eine externe Oberfläche der Schildanordnungselemente reflektierend ist.
Solarsystem (10) nach Anspruch 4, bei dem zumindest eine externe Oberfläche des ersten externen Schildelements (62) und des zweiten externen Schildelements (64) aus einem reflektierenden Material besteht.
Strahlungsschildanordnung (60) für ein Solarsystem (10) der Art, die einen Reflektor (18) mit einem Wärmesammelelement, HCE, aufweist, das am Brennpunkt des Reflektors eingebracht ist, wobei das HCE ein beschichtetes Rohr (16) mit einer Längsachse aufweist, die sich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt; wobei das beschichtete Rohr in einem koaxialen evakuierten umhüllenden Glasrohr (24) aufgenommen ist; wobei das umhüllende Glasrohr (24) an entsprechenden Enden davon am beschichteten Rohr (16) mittels eines koaxial verformbaren Verbindungselements (30) befestigt ist, welches ein distales Ende davon aufweist, das abdichtend am beschichteten Rohr (30) befestigt ist, und ein proximales Ende davon, das abdichtend an einem entsprechenden Ende des umhüllenden Glasrohrs (24) mittels einer Glas-zu-Metall-Verbindung, GMC, befestigt ist; dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Strahlungsschildanordnung (60) über das Verbindungselement (30) und über die GMC erstreckt; wobei die Strahlungsschildanordnung (60) mittels Stützbeinen (70, 72), welche sich benachbart zum proximale Ende im Eingriff mit dem Verbindungselement (30) befinden, am Verbindungselement (30) angebracht ist.
Strahlungsschildanordnung (60) nach Anspruch 19, bei der die Stützbeine (70, 72) in eine proximalste Falte (74) des Verbindungselements eingreifen.
Strahlungsschildanordnung (60) nach Anspruch 19, aufweisend ein einstückiges Schildelement, das sich über eine axiale Verformungszone des Verbindungselements und über die GMC-Zone erstreckt.
Strahlungsschildanordnung (60) nach Anspruch 20, aufweisend ein erstes externes Schildelement (62), das sich von der proximalen Falte (74) in Richtung des distalen Endes des Verbindungselements (30) erstreckt, und ein zweites externes Schildelement (64), das sich von der proximalen Falte (74) in Richtung eines entsprechenden Endes des Glasrohrs (24) erstreckt.
Strahlungsschildanordnung (60) nach Anspruch 20, aufweisend ein erstes externes Schildelement (62), das sich über eine Verformungszone des Verbindungselements (30) erstreckt, und ein zweites externes Schildelement (64), das sich über eine Übergangszone des Verbindungselements (30) und die GMC-Zone erstreckt.
Strahlungsschildanordnung (60) nach Anspruch 22, bei der das erste externe Schildelement (62) und das zweite externe Schildelement (64) mittels Stützbeinen (70, 72), die in dieselbe Falte (32) eingreifen, am Verbindungselement (30) befestigt sind.
Strahlungsschildanordnung (60) nach Anspruch 19, ferner aufweisend ein internes Strahlungsschildelement (68), das sich zwischen dem beschichteten Rohr (16) und dem umhüllenden Glasrohr (24) benachbart zur GMC-Zone erstreckt; wobei das interne Strahlungsschildelement (68) die Längsachse schneidet.
Strahlungsschildanordnung (60) nach Anspruch 19, bei der das Schildelement ein Materialband ist, das in einer geschlossenen ringähnlichen Form ausgebildet ist und in dieser Position befestigt ist; wobei das Schildelement integral eine Mehrzahl von Stützbeinen aufweist, die sich radial nach innen erstrecken.
Strahlungsschildanordnung (60) nach Anspruch 19, bei dem zumindest eine äußere Oberfläche der Schildelemente der Anordnung reflektierend ist.
Strahlungsschildanordnung (60) nach Anspruch 25, bei der das interne Strahlungsschildelement (68) Stützbeine (70, 72) aufweist, die in die proximalste Falte (74) des Verbindungselements eingreifen sollen.
Strahlungsschildanordnung (60) nach Anspruch 25, bei der das interne Strahlungsschildelement (68) ein Ringelement mit einem L-ähnlichen Abschnitt ist, dessen erster Armteil (120) sich parallel zum HCE erstreckt und dessen anderer Armteil (124) sich senkrecht dazu erstreckt.
Strahlungsschildanordnung (60) nach Anspruch 29, bei der das interne Strahlungsschildelement (68) Stützbeine aufweist, die gegen den ersten Armteil (120) drücken und radial nach außen vorgespannt sind, um so in die proximalste Falte (74) des Verbindungselements einzugreifen.