KR20110133026A - 태양 흡수체 모듈 및 태양 흡수체 배열체 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 종방향 축(L), 제1 자유 단부(22) 및 제2 단부(22)보다 작은 단면적을 갖는 제2 단부(23)를 갖는 테이퍼링된 제1 하우징부(21, 21'), 및 제1 하우징부(21, 21')의 제2 단부(23)에 인접하고 길이에 따라 실질적으로 일정한 단면을 갖는 제2 하우징부(24, 24')를 갖는 하우징(20, 20')을 포함하는 태양 흡수체 모듈(2, 2')에 관한 것이다. 태양 흡수체 모듈(2, 2')은, 제1 하우징부(21, 21')의 제1 단부(22)에 수용되고, 태양 복사선을 향해 배향될 수 있고 대칭 축(S)을 갖는 제1 표면(31) 및 제1 표면(31)으로부터 반대편에 놓인 제2 표면(32)을 포함하는 세라믹 태양 흡수체 요소(30, 30')를 더 포함한다. 태양 흡수체 요소(30, 30')는 제1 표면(31)과 제2 표면(32)을 연결하는 실질적으로 직선인 복수의 덕트(33)를 갖는다. 본 발명에 따라, 태양 흡수체 모듈은, 제1 표면(31)의 대칭 축(S)이 하우징(2, 2')의 종방향 축(L)에 대해 경사지는 방식으로 제1 하우징부(21, 21')의 제1 단부(22)에 수용되는 것을 특징으로 한다.

Description

태양 흡수체 모듈 및 태양 흡수체 배열체 {SOLAR ABSORBER MODULE AND SOLAR ABSORBER ARRANGEMENT}

본 발명은, 종방향 축을 갖고, 제1 자유 단부 및 제1 단부에 비해 단면적이 감소된 제2 단부를 갖는 테이퍼링된 제1 하우징부, 및 길이에 걸쳐 실질적으로 일정한 단면을 갖고 제1 하우징부의 제2 단부에 인접한 제2 하우징부를 구비한 하우징, 및 대칭축을 갖고 태양 복사선을 향해 배향될 수 있는 제1 표면 및 제1 표면으로부터 반대편에 놓인 제2 표면을 갖고 제1 하우징부의 제1 단부에 수용되는 세라믹 태양 흡수체 요소를 포함하는 태양 흡수체 모듈에 관한 것이며, 태양 흡수체는 제1 표면을 제2 표면에 연결하는 실질적으로 직선인 다수의 채널을 갖는다. 본 발명은 또한 태양 흡수체 모듈용 하우징의 제조 방법 및 태양 흡수체 배열체에 관한 것이다.

태양열 발전소는 흡수체를 통해 수득한 태양광 에너지를 열로서 이용하는 발전소이다. 이른바 "태양 타워 발전소(solar tower power plant)"가, 태양 증기를 생성하는 증기 발전소가 대부분인 태양열 발전소의 특정한 형태이다.

종래 기술에 공지되어 있는 한 종류의 태양 타워 발전소는, 약 25°로 하향 경사져서 타워 상에 배열된 태양 흡수체 배열체 - 태양 리시버(receiver)로도 불림 - 를 포함하며, 태양 흡수체 배열체는, 그에 관한 한 공통의 지지 구조물 상에 지지되는 다수의 태양 흡수체 모듈을 포함한다. 태양 흡수체 배열체는 자동적으로 배향되는 다수의 거울(일광 반사 장치)에 의해 조사되고, 태양 복사선은 거울에 의해 반사되어, 정상적인 복사선 세기의 200 내지 1000 배 - 사용된 거울의 갯수에 좌우됨 - 로 충돌한다.

태양 타워 발전소의 작동 중에, 주위 공기가 태양 흡수체 배열체의 개별적인 흡수체 요소를 통해 태양 흡수체 모듈의 내부로 흡입되어 약 700 ℃의 온도로 가열된다. 이렇게 가열된 공기는 도관 시스템을 통해 열 교환기로 유동하고, 여기서 증기 생성을 위하여 수증기 회로에 열을 방출한다. 이후, 열 교환기에서 생성된 증기는 자체적으로 공지된 방식으로, 발전기에 연결된 증기 터빈을 구동시킨다. 이후, 열 교환기에서 약 150 ℃로 냉각된 공기는 태양 흡수체 배열체로 역류하여, 여기서 다시 환경으로 방출되고, 개별적인 태양 흡수체 모듈 사이에 형성된 중간 공간을 통해 유동하며, 이 과정에서 개별적인 태양 흡수체 모듈의 강철 구조물의 연결 튜브를 냉각시킨다. 여기서, 지지 구조물의 이중 벽 구조의 금속성 장착 튜브를 이용하면, 흡수체 모듈을 수용하는 내부 튜브는 후방 단부에서만 용접될 수 있다는 점이 단점으로 나타났다. 작동 중의 열순환 응력으로 인해, 지지 구조물이 틀어져서, 흡수체 모듈 간의 갭 폭이 바람직하지 못하게 변경될 수 있다.

상기 기술된 유형의 태양 타워 발전소의 경우, 일광 반사 장치에 의해 태양 흡수체 배열체 위에 비춰지는 너무 많은 고집광된 태양광은, 활성 흡수체 표면 상이 아니라, 예컨대 발전소에서 냉각된 공기가 외부로 배출되는 태양 흡수체 모듈 사이의 중간 공간에 또는 모듈의 하우징 위에 도달하기 때문에 이용될 수 없다는 점에서 문제가 있는 것으로 나타났다.

이를 근거로, 본 발명의 목적은 태양 복사선의 최적 흡수, 감소된 열 손실, 및 그 결과, 관련 발전소의 최적 에너지 전환 효율에 의해 차별화되는 개선된 태양 흡수체 모듈 및 개선된 태양 흡수체 배열체를 제공하는 것이다.

이러한 목적은, 제1 표면의 대칭 축이 하우징의 종방향 축에 대해 경사져서 배열되도록 태양 흡수체 요소가 제1 하우징부의 제1 단부에 수용되는 청구항 1의 일반적인 부분에 따른 태양 흡수체 모듈을 갖는 본 발명의 제1 교시에 따라 달성된다.

하우징의 제1 하우징부 내부에서 흡수체 요소의 경사진 배열에 의해, 일광 반사 장치에 의해 유도된 태양 복사선이 개별적인 흡수체 모듈로 형성된 태양 흡수체 배열체로 향하도록 모든 흡수체 모듈을 최적으로 배향하는 동시에 손실을 최소화시킬 수 있다. 각각의 경우에서, 개별적인 흡수체 요소가 - 일광 반사 장치 어레이로 - 경사져서 배향된다는 사실 때문에, 이제 개별적인 흡수체 요소는 실질적으로 수직으로 배향된 태양 흡수체 배열체에 통합될 수 있다. 이는 결국, 공학적인 이유에서 더 큰 태양 리시버, 및 결과적으로 더 효율적인 발전소를 가능하게 한다. 이후 각각의 종방향 축이 실질적으로 수평으로 배향되는 하우징 내의 개별적인 흡수체 부재의 경사는, 리시버 부근에서 일광 반사 장치의 복사선이 특정한 급격한 각도로 입사하는 개별적인 태양 흡수체 모듈의 경우에는, 관련 태양 흡수체 요소 위 영역에 약간의 그림자를 야기한다. 이는, 특히 공지된 태양 흡수체 배열체에서 공기 배출 갭 또는 태양 흡수체 모듈의 외부 벽에 대한 불가피한 조사(irradiation)로 인해 발생하는 손실을 감소시킨다. 출원인의 의한 연구는 이로써 대략 4 - 5 %의 효율 이득이 얻어질 수 있음을 입증하였다.

특히 효과적인 효율 증가는 5°- 20°, 바람직하게는 12.5°의 경사각에서 얻어질 수 있다.

세라믹 태양 흡수체 요소는 바람직하게는, 실질적으로 직선인 다수의 채널이 관통하는 세라믹 모놀리스를 포함한다. 본 발명의 유익한 실시양태에 따라, 태양 흡수체 요소의 제1 표면은 실질적으로 편평하며, 제1 표면의 법선과 일치하는 대칭축을 갖도록 구성된다. 이러한 편평한 형상은 비교적 제조가 단순하고, 따라서 비용-효율적으로 이용가능하다. 또한, 태양 복사선과 대면하는 편평한 표면은 태양 흡수체 요소로의 복사선의 효율적인 커플링, 및 결과적으로 복사 에너지의 열로의 효율적인 전환을 가능하게 한다. 특히, 태양 흡수체 요소는, 특히 디스크 형태 또는 큐브(cube) 형태의 편평한 구성요소로서, 채널이 평면 길이에 실질적으로 수직으로 연장하도록 구성된다. 본 발명을 위하여, "편평한 구성요소"는 길이와 폭이 실질적으로 높이보다 큰 구성요소를 의미한다. 편평한 구성요소로 구성된 세라믹 모놀리스의 경우, 여기서는 제1 하우징부의 자유 단부의 입구 단면에 의해 실질적으로 미리 결정되는 길이 및 폭이, 태양 흡수체 요소의 설치 상태에서 하우징의 종방향 축에 대해 경사짐에 따라 연장되는 모놀리스의 높이보다 실질적으로 크다는 것을 의미한다.

태양 흡수체 모듈의 하우징은 다양한 재료로 제조될 수 있으며, 재료들은 고 내열성, 열순환 저항성 및 바람직하게는 낮은 열 전도도로 구별되어야 한다. 태양 흡수체 요소는 대개 세라믹체이기 때문에, 하우징은 균일한 열 팽창의 측면에서 마찬가지로 편의상 세라믹 재료, 특히 규소 침윤된 탄화규소(SiSiC) 또는 질화물 결합된 탄화규소(NSiC)로부터 제조된다. 근청석을 사용하는 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 유익한 다른 실시양태에서 따라, 태양 흡수체 요소의 제1 표면을 제2 표면에 연결하는 채널은 다각형 단면을 갖는다. 단순한 정사각형 채널 단면을 이용하면 비교적 단순하고 비용 효율적인 제조가 가능하다. 육각형 단면이 태양 복사선의 효율적인 흡수에 대해 특히 효과적인 것으로 나타났다. 출원인의 연구가 입증한 바와 같이, 육각형 단면은 정사각형 단면에 비하여, 동일한 영역의 개방 단면 및 동일한 수력학적 직경을 가지면서 열 교환 표면적을 15 % 확장시킨다.

본 발명의 다른 실시양태에 따라, 제2 하우징부의 내부 벽은 단열 라이닝을 구비한다. 단열 라이닝은 제2 하우징부를 통해 유동하고 이전에 흡수체 부재를 통해 제2 하우징부의 벽으로부터 유동하는 동안 집중적으로 가열된 유체 스트림을 효과적으로 열 분리시킨다. 이는 특히, 하우징으로부터 태양 흡수체 배열체의 통상적으로 강철인 지지 구조물로의 열 전달을 최소화시키는 긍정적인 효과를 갖는다. 이러한 열 전달은, 특정한 온도 수준 초과에서, 태양 흡수체 배열체의 지지 구조물에 더 이상 적합하지 않은 안정성을 초래한다.

유익하게는, 단열 라이닝은 제1 하우징부로 연장되며, 테이퍼링된 제1 하우징부의 벽에 대하여 편평하게 놓인다. 따라서, 태양 모듈의 하우징과 태양 흡수체 배열체의 지지 구조물 사이에 추가적으로 개선된 열 분리가 얻어지며, 유체 스트림은 사실상 방해받지 않는다(unimpeded).

제2 하우징의 외부 벽을 단열재로 코팅하는 것 또한 가능하다. 명백하게, 지지 구조물에 대하여 고온의 제2 하우징부의 더 최적화된 단열이 얻어진다.

제2 하우징부와 함께 태양 흡수체 모듈의 하우징이 삽입되는 튜브 부분으로부터 최적으로 제2 하우징부를 열 분리하기 위하여, 본 발명의 다른 실시양태에 따라 제2 하우징부는 그 외부 벽 상에 태양 흡수체 배열체의 튜브에서 중심 장착을 위한 하나 이상의 스페이서 돌출부를 갖는다. 스페이서 돌출부는 튜브의 주위 내부 벽으로부터 제2 하우징부의 외부 벽의 균일한 간격을 보장하여, 하우징부와 지지 구조물 사이의 너무 좁은 간격 또는 심지어 둘 사이의 접촉으로 인하여 지지 구조물 일부에서 스팟(spot) 과열이 일어나지 않게 할 수 있다.

본 발명의 유익한 특정한 다른 실시양태에 따라, 하우징은 테이퍼링된 제1 하우징부에, 제1 하우징부의 전체 내부 단면에 걸쳐 연장되고 복수의 개구를 구비한 벽을 갖는다. 이러한 실시양태의 특정한 장점은, 적절한 시뮬레이션 계산을 통해 단순하게 결정될 수 있는 벽 표면 영역에 걸친 개구의 적절한 분포 및 치수 설정으로, 태양 흡수체 요소를 통해 하우징으로 흡입되는 유체 - 통상적으로 공기 - 가 태양 흡수체 요소의 전체 단면에 걸쳐, 즉 에지 영역에서도 균일하게 유동할 수 있어서, 흡수체 모듈 내에서 국부적인 온도 피크가 신뢰성있게 방지된다는 것에 있다.

바람직하게는, 벽의 단위 표면 당 개구의 단면 및/또는 개구의 밀도는 벽의 중심에서부터 에지로 가면서 증가한다. 따라서, 태양 흡수체 요소를 통해 유동하고 바람직하게는 태양 흡수체 요소의 중심 영역에서 공정 중에 가열되는 유체(공기)가 흡입되는 것을 효과적으로 방지하기 위하여, 에지에 대한 상대적인 유동 저항성 감소의 가능성을 열어둔다.

제조 관점에서의 본 발명의 유익한 다른 실시양태는, 제1 하우징부의 자유 단부로부터 볼 때 벽이 오목하게 만곡되어, 특히 세라믹 재료로 베조된 태양 흡수체 하우징의 제조 중에 중실 캐스트 부분의 코어의 이형을 용이하게 한다는 것에 있다.

테이퍼링된 제1 하우징부에 벽을 제공함으로써, 본 발명에 따른 태양 흡수체 모듈의 하우징은, 제조 관점에서 특히 유리하게, 중공 캐스팅 및 중실 캐스팅을 조합하여 제조될 수 있다. 특히, 이는 중실 캐스팅으로 제조된 제1 하우징부는 기계적인 재가공 없이도 기밀한 공차로 자유 단부로부터 벽까지 제조될 수 있는 반면, 다른 하우징부는 중공 캐스팅으로 통상적으로 제조될 수 있다는 장점을 갖는다. 다른 실시양태에서, 벽은 또한, 예컨대 시트 재료의 워터-제트(water-jet) 절삭 또는 밀링에 의해 별도로 제조될 수 있다. 이후, 벽은 통상적으로 중공 캐스팅에 의해 제조된 하우징에 설치된다.

태양 흡수체 모듈의 디자인에 대한 중요한 기준은 흡입되는 유체에 대해 태양 흡수체 요소의 전체 단면에 걸쳐 균질한 유동 프로파일을 얻는 것이다. 이를 위해, 하우징의 제1 하우징부에 배열된 벽에 제공되는 개구의 분포 및/또는 단면은, 전체 단면에 걸쳐 외부로부터 모놀리식 태양 흡수체 요소로 유동하는 유체 스트림이 흡수체 요소 상의 개별적인 단위 표면적에 대해 균일하게 제2 하우징부로 안내되도록 치수설정된다.

본 발명의 다른 교시는 청구항 17에 따른 태양 흡수체 모듈(8)용 하우징(80)의 제조 방법에 관한 것이며, 하기 처리 단계:

- 제1 하우징부의 제1 자유 단부와 벽 사이의 영역은 중실 캐스팅으로 생성되고, 벽과 제2 하우징부의 자유 단부 사이의 영역은 중공 캐스팅으로 생성되는, 중공 캐스팅과 중실 캐스팅을 조합하여 하우징을 생성하는 단계,

- 비소성된 벽에 개구를 형성하는 단계, 및

- 후속적인 고온 처리 단계

를 특징으로 한다.

이 방법은 제1 하우징부에서 특히 높은 정밀도 및 표면 품질을 갖는 태양 흡수체 모듈용 하우징의 제조를 가능하게 한다. 또한, 상기에 이미 설명한 것이 이 방법의 장점에 대해 적용된다.

특히, 벽에 개구를 형성하는 단계는 종래 기술에서 통상적인 CNC 밀링을 사용하여 단순한 방식으로 수행될 수 있다.

본 발명의 다른 태양은 청구항 1 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 따른 복수의 태양 흡수체 모듈을 위한 지지 구조물을 구비한 태양 흡수체 배열체에 관한 것이다.

지지 구조물은, 예컨대 지지 구조물에 끼워지는 다수의 이중 벽 파이프 소켓을 가지며, 여기에 태양 흡수체 모듈의 하우징의 각각의 제2 하우징부가 수용된다.

대안적으로, 지지 구조물은, 제1 개구 및 제1 개구를 둘러싸는 제2 개구가 배열된 전방면을 가질 수 있으며, 태양 흡수체 모듈의 하우징을 수용하기 위해 단일벽 장착 튜브가 지지 구조물에 제공되고, 이는 안정성을 증가시키기 위하여 양측에 용접될 수 있다. 태양 흡수체 모듈은, 동시에 단일벽 장착 튜브의 전방 단부인 제1 개구에 수용된다. 역류하는 냉각된 유체의 배출을 위해 제2 개구가 구성된다. 제2 개구는 바람직하게는, 전방면 뒤에 배열된 수집기 박스 사이, 및 냉각된 복귀 유체 스트림이 유동하는 개별적인 태양 흡수체 모듈의 제2 하우징부와 유체 - 통상적으로 공기 - 가 수집기 박스로부터 유출되는 환경 사이에 연결을 형성한다.

바람직하게는, 제2 개구는 수직 및/또는 수평 슬릿 및/또는 원형 개구로 구성된다. 각각의 환형 채널을 통해 복귀 유체가 환경으로 유동해야 하는 이중 벽 장착 튜브에 비해 장점은, 유체 유동을 느리게 할 수 있는 더 큰 개구 단면이다. 결국 이러한 유체 유동을 느리게 하는 것은, 유출되는 더 많은 유체 부분이 흡수체 요소를 통해 다시 흡입될 수 있게 하며, 그 결과 더 이상 이용가능하지 않은 배기 열로부터의 에너지 손실이 감소될 수 있다.

이하에서, 본 발명은 예시적인 실시양태를 도시하는 도면을 참조하여 상세하게 설명된다. 도면에서:

도 1은 종래 기술에 따른 태양 흡수체 모듈의 종단면이다.

도 2는 제1 실시양태의 태양 흡수체 모듈용 하우징의 종단면이다.

도 3은 각각이 도 2에 도시된 하우징을 갖고 서로 위 아래로 배열된 2 개의 태양 흡수체 모듈을 갖는 태양 흡수체 배열체의 수직 단면이다.

도 4는 도 4에 따른 태양 흡수체 배열체의 전방면이다.

도 5는 도 6의 절단 라인 Ⅴ-Ⅴ에 따른, 도 3에 비해 변형된 태양 흡수체 배열체이다.

도 6은 도 5에 따른 복수의 태양 흡수체 모듈 및 구조 지지물을 갖는 태양 흡수체 배열체이다.

도 7은 제3 실시양태에 따른 태양 흡수체 모듈용 하우징의 종단면이다.

도 8은 도 7의 하우징을 90° 회전시킨 도면(배면도)이다.

도 9는 도 8의 태양 흡수체 모듈용 하우징의 정면도이다.

도 10은 도 9의 하우징이 설치된 상태의 태양 흡수체 모듈의 종단면이다.

도 11a 및 도 11b는 태양 흡수체 모듈용 하우징을 지지 구조물에 체결하는 방법의 단계이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 공지된 종래 기술의 태양 흡수체 모듈(8')은, 종방향 축(L)을 갖고, 그에 관한 한 제1 자유 단부(82') 및 제1 단부(82')에 비해 단면이 감소된 제2 단부(83')를 갖는 테이퍼링된 제1 하우징부(81'), 및 실질적으로 단면이 일정한 제2 하우징부(84')를 포함하는 하우징(80')을 포함한다. 또한 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 제2 하우징부(84')는 제1 하우징부(83')의 제2 단부(83')에 직접 연결되어 하우징(80')은 전체적으로 깔때기 형상을 갖는다.

여기서 실질적으로 큐브 형상으로 구성되고 하우징(80')의 내부로 향한 표면 상에 절두형 피라미드(91')를 갖는 태양 흡수체 요소(9')가 제1 하우징부(81')의 자유 단부(82')에 수용된다.

세라믹 재료, 바람직하게는 SiC 또는 규소 침윤된 SiC로 제조된 태양 흡수체 요소(9')는, 다수의 채널(92')이 서로의 옆과 위에 배열되어 태양 흡수체 요소(9')의 두 표면을 서로 연결하고 표면에 수직으로 또는 태양 흡수체 모듈(8')의 종방향 축에 평행하게 배향되도록 구성된다. 태양 흡수체 모듈(8')의 하우징(80') 내부에 배열된 절두형 피라미드(91')는, 태양 흡수체 요소(9')를 통해 중심으로 유동하는 유체 - 이 경우, 공기 - 를 느리게 하기 위해 태양 흡수체 요소(9')의 중심에 배열된 채널(92')을 연장시키는 역할을 하여, 태양 흡수체 요소(9')의 전체 단면에 걸쳐 균일한 유동 프로파일이 발생되게 하며, 이는 에지 영역에서의 온도 피크를 방지한다. 이에 따라 성형된 태양 흡수체 요소(9')의 단점은, 엄밀하게 균일한 유동 분포가 얻어지지 않는다는 것, 및 강화된 강철 구조물을 요하는 높은 중량이다. 또한, 중공 캐스팅으로 제조된 세라믹 재료로 통상적으로 이루어진 하우징부(81')의 내부 표면의 표면 품질은 만족스럽지 못한 것으로 나타났다.

공지된 태양 흡수체 모듈(8')의 하우징(80')의 제2 하우징부(84')는, 지지 구조물(도 2 및 도 9와 유사함)의 일부로서 이중 벽 파이프 소켓의 내부 튜브의 지지 구조물(비도시) 상에 태양 흡수체 모듈(8')을 설치하기 위해 끼워진다. 태양 흡수체 요소(9')를 통해 흡입되어 집중적으로 가열된 공기는 이제 파이프 소켓을 통해 수집기로 유동하여, 여기서부터 태양열 발전소의 열 교환기 방향으로 보내진다. 복귀한 냉각 공기는 환형 채널을 통해 파이프 소켓(10)의 내부와 외부 파이프 사이에서 유동하며, 또한 테이퍼링된 제1 하우징부(81')의 외부 표면으로 유동하여, 전체 하우징(80')을 냉각시킨다.

도 2는 종래 기술에서 공지된 태양 흡수체 모듈(8')에 비해 변형된 태양 흡수체 모듈(2)의 종단면을 도시한다. 태양 흡수체 모듈(2)은, 종방향 축(L)을 갖고, 그에 관한 한 제1 자유 단부(22) 및 제1 단부(22)에 비해 단면적이 감소된 제2 단부(23)를 갖는 테이퍼링된 제1 하우징부(21), 및 길이에 걸쳐 실질적으로 단면이 일정하고 제1 하우징부(21)의 제2 단부(23)에 인접한 제2 하우징부(24)를 갖는 하우징(20)을 갖는다. 제1 하우징부(21)의 단면은, 제1 단부(22) 상에서의 정사각형 단면이 제2 단부(23) 상의 원형 단면으로 연속적으로 변하여 제2 단부(23) 상에서는 원형이다.

하우징(20)의 제1 하우징부(21)의 자유 단부(22)에는, 다시 태양 흡수체 요소(30)가 수용된다. 하우징(20)이 제1 하우징부(21)의 영역에 벽(25)을 구비하고 있기 때문에, 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 태양 흡수체 요소(30)는 내부 절두 피라미드가 생략된 완전한 큐브-형태의 편평한 구성요소로 구성될 수 있고, 따라서 도 1의 흡수체 요소보다 실질적으로 경량이다.

태양 흡수체 요소(30)는, 그에 관한 한 대칭 축(S)을 갖고 태양 복사선을 향해 배향될 수 있는 제1 표면(31) 및 제1 표면(31)으로부터 반대편에 놓인 제2 표면(32)을 갖고, 태양 흡수체 요소(30)는 제1 표면(31)과 제2 표면(32)을 연결하는 실질적으로 직선인 다수의 채널(33)을 갖는다.

채널(33)은, 바람직하게는 육각형, 즉 허니컴형 단면을 갖는다. 이는 동일한 수력학적 직경 및 동일한 입구 단면적으로 15 %의 표면 증가를 얻을 수 있게 한다.

도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 태양 흡수체 요소(30)는, 제1 표면(31)의 대칭 축(S)이 하우징(20)의 종방향 축(L)에 대해 경사져서 배열되도록 제1 하우징부(21)의 제1 단부(22)에 수용된다. 태양 흡수체 모듈(30)의 제1 표면(31)은 실질적으로 편평하게 구성되기 때문에, 여기서 표면의 법선은 대칭 축과 일치한다. 대칭 축(S)은 종방향 축과 소정 각도(α), 바람직하게는 5 - 20°, 이 경우(도 2에서 대칭 축(S)의 평행 이동 축 참조)에서는 12.5°를 둘러싼다.

하우징(20)의 제1 하우징부(21) 내부의 흡수체 요소의 경사진 배열로 인해, 모든 태양 흡수체 모듈(2)이, 일광 반사 장치에 의해 유도된 태양 복사선을 개별적인 태양 흡수체 모듈(2)로 형성된 태양 흡수체 배열체로 향하도록 최적으로 배향시키는 동시에 손실을 최소화할 수 있다. 이러한 손실은, 특히 도 3과 관련하여 보다 상세하게 설명될 바와 같이, 태양 흡수체 모듈의 외부 벽 또는 공기 배출 갭에 대한 불가피한 조사로 인해, 종래 기술에 공지된 태양 흡수체 배열체에서 발생한다. 출원인의 연구는 태양 흡수체 모듈(2)의 각각의 하우징(20)에서 태양 흡수체 요소(30)의 경사진 배열에 의해 약 4 - 5 %의 효율 이득을 얻을 수 있다는 것을 입증하였다.

또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 태양 흡수체 요소(30)의 2 개의 상부 채널(33)은 L-형 채널(33^*)에 연결되어, 내부에서 유동하는 공기가 흡수체 하우징(20)으로 도입되고 이에 따라 이들 채널도 공기 스트림의 가열에 이용될 수 있게 한다.

하우징(20)의 자유 단부(22)에 태양 흡수체 요소(30)를 고정하기 위하여, 자유 단부(22)에 제공된 개구를 통해 잠금 핀(34)을 삽입한다.

하우징(20)의 제2 하우징부(24)에서, 흡수체 요소(30)에서 벽으로부터 가열된 공기의 스트림을 열적으로 분리시키는 단열 재료로 이루어진 슬리브(26)를 제공하여 제2 하우징부(24)의 내부 벽을 라이닝한다. 볼 수 있는 바와 같이, 단열재는 제1 하우징부로 연장되어, 더욱 개선된 단열이 이뤄진다. 또한, 제2 하우징부(24)는 태양 흡수체 배열체의 지지 구조물 내의 튜브의 중심에 장착하기 위하여 외부 벽에 3 개의 스페이서 돌출부(27) (종단면에서는 2 개만 식별 가능함)를 갖는다.

제1 하우징부(21)의 전체 내부 단면에 걸쳐 길이 방향으로 연장하고 복수의 개구가 제공된 벽(25)이 제1 하우징부(21)에 배열된다. 특히, 벽(25)과 관련하여 비슷한 형상을 갖는 태양 흡수체 모듈용 하우징을 도시하는 도 9에 나타낸 바와 같이, 벽(25)의 개구(26) 단면은 벽 표면의 중심에서부터 에지로 가면서 증가한다. 또한, 벽의 단위 표면 당 개구의 밀도가 벽의 중심에서부터 에지로 가면서 증가할 수 있다. 그 결과, 유동 저항은 표면(25)의 중심에서부터 에지로 가면서 감소한다. 이는 태양 흡수체 요소를 통해 유동하는 공기가 확실히 높은 유동 속도로 중심 영역에서 유동하여 그 결과 에지 영역에 열 축적이 일어나는 것을 효과적으로 방지한다. 따라서, 이를 위한 태양 흡수체 요소(30)의 부피를 증가시킬 필요 없이, 태양 흡수체 요소(30)의 전체 단면에 걸쳐 균일한 유동 프로파일이 얻어진다. 또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 벽(25)은 또한 제1 하우징부(21)의 자유 단부(22)에 대해 오목하게 만곡되도록 구성될 수 있고, 이에 상응하여 제조 중에 이형이 보다 용이할 수 있다.

하우징(20)이 세라믹 재료로 제조되는 경우, 예컨대 SiC와 같은 세라믹 재료의 높은 온도 저항성으로 인해 거의 대부분의 응용 사례에서와 같이, 예컨대 CNC 밀링에 의한 중공 및 중실 캐스팅이 조합된 하우징(20)의 제조 후에 벽(25)에 개구(26)를 형성할 수 있다.

도 3은, 각각 도 2에 따른 하우징(20)을 구비한 2 개의 태양 흡수체 모듈(2)을 갖는 태양 흡수체 배열체의 수직 단면을 도시한다. 태양 흡수체 배열체는, 여기에는 부분적으로만 도시된, 강철로 이루어진 지지 구조물(11)을 포함한다. 지지 구조물(11)은, 태양열 발전소에서 냉각된 공기 - 공기에 관한 한 지지 구조물(11)을 냉각시킴 - 를 복귀시키는 역할을 하는 공기 수집 구역(50)을 둘러싼다. 공기 수집 구역(50)은 다수의 단일 벽 장착 튜브(52)에 의해 관통되며, 여기에 태양 흡수체 모듈(2)의 하우징(20)이 수용된다. 장착 튜브(52)는 양 단부에서 지지 구조물(11)에 용접되고, 이는 전체적인 지지 구조물(11)의 구조적인 디자인을 단순화시키는 동시에 안정성을 증가시키며, 그 결과 흡수체 모듈 사이의 공기유동 갭의 폭은 열순환 응력 하에서 안정하게 유지된다. 지지 구조물(11)은 복수의 개구(도 4 참조) - 이를 통해 복귀 공기가 태양 흡수체 배열체로부터 환경으로 진행할 수 있음 - 를 구비하는 단일 전방면(40)을 더 포함한다.

종래 기술에 공지된 태양 리시버를 이용하면, 강철 지지 구조물(11)의 안정성은, 지지 구조물(11)을 사용시 열 전도로 인해 하우징 상에 그리고 하우징으로부터 지지 구조물(11) 상에 발생하는 고온의 공기 스트림에 의해 부정적인 영향을 받을 수 있다는 것이 공지되어 있다. 그 결과, 또한 태양 흡수체 배열체(태양 리시버)의 지지 구조물(11)과 고온 공기 스트림 간에 최적의 열 분리를 달성하기 위해, 지지 구조물(11)에 개별적인 태양 흡수체 모듈(2)을 가능한한 최적으로 설치하기 위해 노력하였다. 한편, 이는 본 경우에서, 전술한 제2 하우징부(24)의 단열 내부 라이닝(26)에 의해 달성된다. 또한, 도 3의 태양 흡수체 배열체와 함께, 또한 제2 하우징부(24)의 외부 벽을 둘러싸는 외부 단열재(28)가 제공된다. 상기 언급한 바와 같이, 각각의 장착 튜브(52) 내부에 제2 하우징부(24)의 중심 정렬을 보장하기 위해, 총 3 개의 스페이서 돌출부(27)가 제2 하우징부(24)의 외부 벽에 제공되며, 이중 하부의 2 개(1 개만 볼 수 있음)는 각각의 경우에 추가의 돌기(27^*)를 가지며, 이를 이용하여 신뢰성있는 종방향 위치설정 및 교정을 위해 장착 튜브(52)의 대응 개구에 스냅 결합할 수 있다.

그리고 마지막으로, 더 많은 단열체(29)가 도 3의 태양 흡수체 배열체에 제공되며, 이를 통해 태양 흡수체 모듈(2)의 하우징(20)의 각각의 제1 하우징부(21)의 외부 벽이 단열된다. 이는 특수 경화된 단열 재료이다. 인접한 각각의 단열체(29) 사이에서, 공기 수집 구역(50)의 개구가 연장되어 채널(51)은 개방되며, 이를 통해 냉각된 공기는 환경으로 유동하고 부분적으로는 다시 태양 흡수체 모듈(2)로 흡입되어 태양 흡수체 본체(30)에서 다시 가열된다.

상기 언급한 바와 같이, 흡수체 본체(30)는 흡수체 하우징(20)의 종방향 축(L)에 대해 경사져서 정렬된다. 광을 태양 흡수체 배열체로 유도하는 일광 반사 장치 어레이의 일광 반사 장치 배열체로 경사가 배향된다. 본 발명의 태양 흡수체 배열체가 설치되는 태양 타워 발전소에서, 가장 먼 일광 반사 장치는, 흡수체 본체(30) 위로 약 10°의 평면 각도(점-대시 라인(H₁)으로 표시됨)로 광을 투사한다. 반대로, 가장 가까운 일광 반사 장치로부터의 광은 흡수체 본체(30) 위로 상당히 큰 각도(약 60°)(라인 H₂로 표시됨)로 투사된다. 여기서, 인접하게 겹쳐 배열된 각각의 태양 흡수체 모듈(2) 사이의 갭은 각각의 흡수체 본체(30)의 돌출된 상부 에지에 의해 그림자져서, 특히 타워 근처의 일광 반사 장치의 강한 광이 완전히 흡수체 본체(30) 위에 투사되며, 이에 따라 공기 스트림의 가열 및 이에 따른 에너지 회수에 제한없이 이용될 수 있다. 라인(H₃)은, 광이 흡수체 본체(30) 위에 정확히 비춰져서 이용불가능한 갭 영역은 제거되고, 각각의 태양 흡수체 본체(30)가 완전히 조명되는 약 35°의 입사각을 나타낸다. 이러한 광 입사 방향은 태양 흡수체 배열체로부터 중간 거리의 일광 반사 장치를 이용하여 얻어진다.

도 4는 태양 흡수체 배열체의 전방면(40)을 도시한다. 이는, 태양 모듈(2)의 제2 하우징부(24)가 수용되는, 체커판 패턴으로 배열된 장착 튜브(52)의 큰 원형 개구(41)를 갖는다. 전방면(40)은 또한 개구(41)를 둘러싸는 수평 슬릿(42) 및 수직 슬릿(43)을 포함한다. 그리고 마지막으로, 전방면(40)은 보다 작은 원형 개구(44)를 포함한다. 개구(42, 43, 44)를 모두 함께 이용하기 때문에, 비교적 큰 배출 단면이 이용가능하고, 복귀 냉각 공기는 비교적 낮은 유동 속도로 빠져나갈 수 있어서, 온도 수준이 여전히 주위 공기의 온도를 명백히 초과하는 유출 공기의 대부분(약 80 %)이 다시 흡입될 수 있다. 또한, 최적화된 단열로 인해 지지 구조물(11)의 냉각 조건이 감소되므로 복귀 공기의 전체적인 비율이 감소할 수 있으며, 그 결과 유동 속도는 더 감소하고 더 큰 비율의 복귀 공기가 재사용될 수 있다.

도 5는 도 3에 비해 변형된 태양 흡수체 배열체를 도시한다. 여기서, 태양 흡수체 모듈(2')은 도 3의 태양 흡수체 모듈(2)에 비해 각각의 제2 하우징부(24')의 단면이 약간 감소하도록 변경되었다. 이는 태양 흡수체 배열체의 지지 구조물(11')의 이중 벽 장착 튜브(60)를 이용하여 태양 흡수체 모듈(2')을 수용하도록 변경하는 것과 연관된다. 도 5의 태양 흡수체 모듈(2')의 하우징(20')은 또한 각각의 경우에서 내부 단열재 및 외부 단열재를 가지며, 그 결과, 하우징(20')과 지지 구조물(11') 사이에 효과적인 열 분리가 보장된다.

다시 도 5의 태양 흡수체 배열체의 지지 구조물(11')은 공기 수집 구역(50'), 및 소켓에 관한 한 제2 하우징부(24')를 수용하는 전술한 이중 벽 파이프 소켓(60)을 포함한다. 복귀 냉각 공기는 작동 중에 이중 벽 파이프 소켓(60)에 형성된 환형 갭을 통해 빠져나갈 수 있으며(도 5의 대응되는 화살표로 도시됨), 이 과정에서 동시에 지지 구조물(11')을 냉각시킨다. 그러나, 환형 갭의 작은 단면적으로 인해, 여기서는 도 3의 태양 흡수체 배열체에서보다 높은 유동 속도가 요구되어, 따라서 여기서 태양 흡수체 모듈(2')로 다시 흡입될 수 있는 공기의 비율은 더 적다. 그러나, 지지 구조물(11')의 대응되는 이중 벽 장착 튜브(60)의 내부 장착 튜브(60^*)에 비해 효과적인 하우징(20')의 단열을 통하여, 냉각에 필요한 공기의 전체적인 양, 및 이를 이용한 유동 속도는 감소될 수 있다.

또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 태양 흡수체 모듈(2')의 하우징(20')의 제1 하우징부(21')에는 개구 패턴의 벽이 제공되지 않아서, 절두형 피라미드(32')를 갖는 대응 형상의 태양 흡수체 요소(30')에 의해 하우징(20')을 통한 공기 유동의 평형화가 이뤄져야 한다.

도 6은, 매트릭스형으로 서로 옆과 위에 배열된 다수(예컨대, 3 x 9)의 태양 흡수체 모듈(2')을 구비한 이중 벽 장착 튜브(60)를 갖는 지지 구조물(11')을 구비한 태양 흡수체 배열체를 도시한다.

도 7은 다른 태양 흡수체 모듈용 하우징(80)을 도시한다. 이 하우징(80)은 다시, 태양 흡수체 요소(비도시)를 수용하기 위해 정사각형 단면(도 8 및 도 9 참조)을 갖는 제1 자유 단부(82), 및 제1 단부에 비해 단면적이 감소된 제2 단부(83)를 갖는 테이퍼링된 제1 하우징부(81)를 포함한다. 태양 흡수체 요소는 도 1에 도시된 방식, 즉 하우징(84)의 종방향 축(L)과 공통 직선인 대칭 축에 대응하는 표면의 법선이, 제1 하우징부(81)의 자유 단부(82)로 종방향 축(L)에 대해 경사지도록 삽입된다.

제1 하우징부(81)의 단면은, 제1 단부(82)에서의 정사각형 단면이 제2 단부(83)에서의 원형 단면으로 실질적으로 연속적으로 변하여 제2 단부(83)에서 원형이다. 제1 자유 단부(82)에서, 제1 하우징부(81)는 여기서 일정한 직경을 갖는 추가적인 에지부(87)를 갖는다. 하우징(80)은 길이에 걸쳐 실질적으로 일정한 단면을 갖는 제2 하우징부(84)를 더 포함한다. 다시, 제2 하우징부(84)는 제1 하우징부(81)의 제2 단부(83)에 연결된다.

제1 하우징부(81)의 전체 내부 단면에 걸쳐, 길이 방향으로 연장하는 복수의 개구(86)를 구비한 벽(85)이 또한 제1 하우징부(81)에 배열된다. 특히 도 9에 나타낸 바와 같이, 벽(85)의 개구(86) 단면은 벽의 표면 중심에서부터 에지로 가면서 증가한다. 벽의 단위 표면 당 개구의 밀도가 벽의 표면의 중심에서부터 에지로 가면서 증가하는 것 또한 가능하다. 그 결과, 유동 저항이 표면(85)의 중심에서부터 에지로 가면서 감소한다. 이는 태양 흡수체 요소(9)를 통해 유동하는 공기가 명백히 높은 유동 속도를 갖는 중심 영역에서 유동하여 에지 영역에 열 축적이 일어나는 것을 효과적으로 방지한다. 따라서, 이를 위해 상기 태양 흡수체 요소의 부피를 증가시킬 필요 없이, 태양 흡수체 요소의 전체 단면에 걸쳐 균일한 유동 프로파일이 얻어진다. 또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 벽(85)은 또한 제1 하우징부(81)의 자유 단부(82)에 대해 오목하게 만곡되도록 구성되고, 이에 상응하여 제조 중에 이형이 보다 용이할 수 있다.

하우징(80)이 세라믹 재료로 제조되는 경우, 예컨대 SiC와 같은 세라믹 재료의 높은 온도 저항성으로 인해 거의 대부분의 응용 사례에서와 같이, 예컨대 CNC 밀링에 의한 중공 및 중실 캐스팅이 조합된 하우징(80)의 제조 후에 벽(85)에 개구(86)를 형성할 수 있다.

도 8은 도 2로부터의 하우징(80)을 90° 회전시킨 도면이며, 따라서 배면도이다. 도 11과 관련하여 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 고정 클램프의 벌어짐을 용이하게 하는 양쪽 테이퍼링된 에지(89a)를 갖는 돌기(89)를 식별할 수 있다.

도 9는 하우징(80)의 제1 하우징부(81)에 배열된 벽(85)의 정면도를 도시한다. 도 9에서 명확하게 볼 수 있는 바와 같이, 개구(86)의 단면은 벽 표면의 중심에서부터 에지로 가면서 증가한다. 흡수체 요소의 전체 단면에 걸쳐 유동 프로파일을 동등하게 하는 역할을 하는 특별히 선택된 패턴의 개구가, 예컨대 시뮬레이션 계산을 통해 결정될 수 있다.

도 10은, 지지 구조물(11')의 이중 벽 파이프 소켓(60)만이 도시되고, 소켓이 후방 단부(비도시)에만 용접된, 태양 타워 발전소의 태양 리시버의 지지 구조물(11')에 설치된 상태의 태양 흡수체 모듈(8)을 도시한다. 태양 흡수체 요소(9)는 다시 하우징(80)의 제1 하우징부(81)의 자유 단부(82)에 수용된다. 이 경우에, 태양 흡수체 요소(9)는 법선이 하우징(80)의 종방향 축과 공통직선(대칭 축에 대응됨)이도록 정렬된다. 하우징(80)은 제1 하우징부(81)의 영역에 벽(85)을 구비하기 때문에, 이 태양 흡수체 요소는 내부 절두 피라미드가 생략된, 순수한 큐브 형태로 구성될 수 있으므로, 실질적으로 보다 경량이다.

일정한 단면적(87)을 갖는 에지부 상에 태양 흡수체 요소(9)를 고정시키기 위해, 에지부(87)에 제공된 개구(87^*)를 통해 잠금 핀(93)이 삽입된다. 태양 흡수체 모듈(8)의 하우징(80)은 그에 관한 한, 제1 하우징부(81)에 연결된 제2 하우징부(84)의 단부 영역에 제공되는 주연방향 홈(84^*)에 결합되는 고정 클램프(12)에 의해 내부 파이프 소켓(10)에 고정된다. 하우징(80)의 조립체는 도 11a 및 도 11b와 관련하여 보다 상세하게 설명된다.

하우징(80)의 제2 하우징부(84)에, 흡수체 요소(9)에서 가열된 공기 스트림을 강철로 제조된 이중 벽 파이프 소켓(10)으로부터 열 분리시키는 단열 재료로 제조된 슬리브(88)가 또한 제공된다.

도 11a 및 도 11b는 이제 지지 구조물(11)의 파이프 소켓(10) 상에 하우징(80)을 부착하는 방법을 매우 개략적인 도면으로 도시한다. 여기서, 하우징(80)은 잠금부(12a)에 의해 폐쇄된 주위의 다각형 고정 클램프(12)에 의해 파이프 소켓(10) 상에 다시 고정된다. 도 7 및 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 하우징(80)의 제2 하우징부(84)는 하우징부(84)가 연장하는 자유 단부에, 주연 방향으로 서로에 대해 이격된 복수의 돌출부(89)를 갖는다. 과도한 노력을 하지 않고도 제2 하우징부(84)를 파이프 소켓(60)에 도입하고, 동시에 고정 클램프(12)를 벌어지게 하기 위해, 하우징(80)은 축 방향으로 회전된 상태(예컨대, 60°회전)로 고정 클램프(12)에 도입되어, 돌출부(89)는 고정 클램프(12)를 벌리지 않고 고정 클램프(12)에 의해 형성된 개구의 영역에 고정 클램프(12)를 통해 안내되며, 따라서 이는 노력을 들이지 않고도 가능하다. 물론, 제2 하우징부(84)는 돌기(89) 만을 이용하여 고정 클램프(12)를 통해 안내된다는 것이 중요하다.

이후, 하우징(80)은 최종적인 회전 위치 - 예컨대, 60°- 로 회전되며, 이제 돌기(89)는 고정 클램프(12)의 개별적인 부분에 대해 놓이고, 하우징(80)의 연속된 회전으로 이들을 벌어지게 하며, 이는 병진적인(translational) 벌어짐에 비해 적은 노력을 필요로 한다. 이는, 돌기(89)가 각 경우에서 주연 방향으로 2 개의 에지 상에 테이퍼링된 에지(89a)를 가져서, 고정 클램프(12)의 벌어짐이 갑자기 일어나지 않고 연속적으로 진행될 수 있다는 점에서 더 용이하다.

고정 클램프(12)가 벌어지면, 하우징(80)은 단지 약간의 노력으로도 최종 위치로 병진 이동할 수 있으며, 고정 클램프(12)는 제2 하우징부(84)에 제공된 홈(84^*)에 스냅결합된다. 따라서, 하우징(80)은 작동 위치에 고정된다.

Claims (22)

1. - 제1 자유 단부(22) 및 제1 단부(22)에 비해 단면적이 감소된 제2 단부(23)를 갖는 테이퍼링된 제1 하우징부(21, 21'), 및
   - 길이에 걸쳐 실질적으로 일정한 단면을 갖고 제1 하우징부(21, 21')의 제2 단부(83)에 인접하는 제2 하우징부(24, 24')를 갖고,
   종방향 축(L)을 갖는 하우징(20); 및
   - 대칭 축(S)을 갖고 태양 복사선을 향해 배향될 수 있는 제1 표면(31) 및 제1 표면(31)으로부터 반대편에 놓인 제2 표면(32, 32'), 및
   - 제1 표면(31)을 제2 표면(32, 32')에 연결하는 실질적으로 직선인 다수의 채널(33)을 갖고,
   제1 하우징부(21, 21')의 제1 단부(22)에 수용되는 세라믹 태양 흡수체 요소(30, 30')를 포함하며,
   태양 흡수체 요소(30, 30')는, 제1 표면(31)의 대칭 축이 하우징의 종방향 축(L)에 대해 경사지도록 제1 하우징부(21, 21')의 제1 단부(22)에 수용되는 것을 특징으로 하는 태양 흡수체 모듈(2, 2').
2. 제1항에 있어서, 경사각이 5° - 20°, 바람직하게는 12.5°인 것을 특징으로 하는 태양 흡수체 모듈(2, 2').
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 태양 흡수체 요소(30, 30')의 제1 표면(31)은 실질적으로 편평하게 구성되며 대칭 축이 제1 표면(31)의 법선과 일치하는 것을 특징으로 하는 태양 흡수체 모듈(2, 2').
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 태양 흡수체 요소(30, 30')는 편평한 구성요소, 특히 디스크 형상 또는 큐브(cube) 형상의 편평한 구성요소로 구성되며, 채널(33)은 평면 길이에 대해 실질적으로 수직으로 연장되는 것을 특징으로 하는 태양 흡수체 모듈(2, 2').
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 하우징(20, 20')은 세라믹 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 태양 흡수체 모듈(2, 2').
6. 제5항에 있어서, 하우징(20, 20')은 규소 침윤된 탄화규소(SiSiC) 또는 질소 결합된 탄화규소(NSiC) 또는 근청석으로 제조되는 것을 특징으로 하는 태양 흡수체 모듈(2, 2').
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 채널(33)은 다각형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 태양 흡수체 모듈(2, 2').
8. 제7항에 있어서, 채널(33)은 육각형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 태양 흡수체 모듈(2, 2').
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 하우징부(24, 24')의 내부 벽에 단열 라이닝(26)이 제공되는 것을 특징으로 하는 태양 흡수체 모듈(2, 2').
10. 제9항에 있어서, 단열 라이닝(26)은 제1 하우징부(21)로 연장되고, 테이퍼링된 제1 하우징부(21)의 벽에 대해 편평하게 놓이는 것을 특징으로 하는 태양 흡수체 모듈(2, 2').
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 하우징부(24, 24')의 외부 벽이 단열재(28)로 코팅되는 것을 특징으로 하는 태양 흡수체 모듈(2, 2').
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 하우징부(24)는 태양 흡수체 배열체의 튜브에의 중심 장착을 위하여 외부 벽에 하나 이상의 스페이서 돌출부(27)를 갖는 것을 특징으로 하는 태양 흡수체 모듈(2, 2').
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    하우징은 테이퍼링된 제1 하우징부(21)에, 제1 하우징부(81)의 전체 내부 단면에 걸쳐 연장되고 복수의 개구(26)를 구비한 벽(25)을 갖는 것을 특징으로 하는 태양 흡수체 모듈(2).
14. 제13항에 있어서,
    벽(25)의 단위 표면 당 개구(26)의 단면 및/또는 개구(26)의 밀도는 벽(25) 표면의 중심에서부터 에지로 가면서 증가하는 것을 특징으로 하는 태양 흡수체 모듈(2).
15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 벽(25)은 제1 하우징부(21)의 자유 단부(22)로부터 볼 때 오목하게 만곡되도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양 흡수체 모듈(2).
16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 하우징부(21)에 배열된 벽(25)에 제공되는 개구(26)의 분포 및/또는 단면은, 실질적으로 전체 단면에 걸쳐 태양 흡수체 요소(30)로 유동하는 유체 스트림이 흡수체 요소(30)의 개별적인 단위 표면적에 대하여 균일하게 제2 하우징부(24)로 안내되도록 치수설정되는 것을 특징으로 하는 태양 흡수체 모듈(2).
17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 하우징(20)은 중공 캐스팅과 중실 캐스팅이 조합되어 제조되는 것을 특징으로 하는 태양 흡수체 모듈(2).
18. 하기 처리 단계를 특징으로 하는, 제17항에 따른 태양 흡수체 모듈(2)용 하우징(20)의 제조 방법.
    - 제1 하우징부(21)의 제1 자유 단부(22)와 벽(25) 사이의 영역은 중실 캐스팅으로 생성되고, 벽(25)과 제2 하우징부(24)의 자유 단부 사이의 영역은 중공 캐스팅으로 생성되는, 중공 캐스팅과 중실 캐스팅을 조합하여 하우징(20)을 생성하는 단계,
    - 비소성된 벽(25)에 개구(26)를 형성하는 단계, 및
    - 후속적인 고온 처리 단계.
19. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 복수의 태양 흡수체 모듈(2, 2')을 위한 지지 구조물(11, 11')을 갖는 태양 흡수체 배열체.
20. 제19항에 있어서, 지지 구조물(11')은, 태양 흡수체 모듈(2')의 하우징(20')의 각각의 제2 하우징부(24')가 수용되는 지지 구조물에 끼워지는 다수의 이중 벽 파이프 소켓(60)을 갖는 것을 특징으로 하는 태양 흡수체 배열체.
21. 제19항에 있어서, 지지 구조물(11)은 제1 개구(41) 및 제1 개구(41)를 둘러싸는 제2 개구(42, 43, 44)가 배열된 전방면(40)을 갖고, 태양 흡수체 모듈(2)이 제1 개구(41)에 수용되고 제2 개구(42, 43, 44)는 역류하는 냉각된 공기를 배출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양 흡수체 배열체.
22. 제21항에 있어서, 제2 개구(42, 43, 44)는 수직 및/또는 수평 슬릿(42, 43) 및/또는 원형 개구(44)로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양 흡수체 배열체.

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