WO2013087557A2 - Receiversystem für eine fresnel-solaranlage - Google Patents

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WO2013087557A2
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absorber tube
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Andreas Sauerborn
Tim GNÄDIG
Thomas Kuckelkorn
Tim Brengelmann
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Schott Solar Ag
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Definitions

  • the invention relates to a receiver system for a Fresnel solar system with an absorber tube defining a longitudinal direction, a parallel to the longitudinal direction mirror assembly as a secondary concentrator for the concentration of light rays on the absorber tube and a support frame for the receiver tube and the mirror assembly.
  • the generic receiver system is part of a solar power plant, which further comprises a primary concentrator in the form of a field near the ground mounted parallel rows of mirrors, which focus sun rays on the receiver system, which are projected by the mirror assembly again focused on the absorber tube.
  • the receiver system is located for this purpose at a height of several meters above the primary concentrator mirror assembly. Depending on the collector design, such systems with a height of 4 m to 30 m are known.
  • the secondary concentrator has a suitable curve profile and projects the radiation down to the absorber tube arranged at the shortest possible distance below it.
  • the absorber tube is flowed through by a heat transfer fluid, which is heated by the concentrated light radiation to several 100 ° C.
  • the heat can be used, for example, to generate electricity or as process heat.
  • the receiver system is exposed over a daily cycle in parts to very high and very different temperature fluctuations and environmental influences.
  • the aim of the invention is to make the solar system by an improved construction less sensitive to temperature fluctuations and environmental influences and thus ultimately increase their efficiency and life.
  • a first suspension for holding the absorber tube and a second suspension for holding the mirror assembly or at least parts of the mirror assembly are independently mounted on the support member, wherein the first suspension first compensation means and the second suspension second compensation means and the first and second balancing centers! allow different dimensions of the absorber tube and the mirror assembly in the longitudinal direction.
  • the invention is based on the finding that the absorber tube on the one hand and the mirror arrangement on the other hand are subject to different temperature fluctuations. Furthermore, the two components are made of different materials, so that they expand in operation in different ways. There the solar array is typically several hundred meters long, the length of the most heavily heated absorber tubes can be up to several meters. But the mirrors also expand to a considerable extent due to the heating, which, however, differs from the expansion of the absorber tube. Furthermore, it should be noted that the absorber tube extends continuously over the entire length of the Soiarstrom, while the mirror assembly over the entire length is divided into individual segments.
  • the first compensating means and the second compensating means each provide a degree of freedom substantially in the longitudinal direction, so that an independent expansion of the absorber tube and the mirror arrangement can be compensated. In this way, deformations of the mirror surfaces are effectively avoided, especially when using aluminum mirrors.
  • the degrees of freedom in addition to a linear compensating movement also a curvy, in particular a circular compensating movement, for example, by a hinge joint, allow, but it only depends on the running in the longitudinal direction tangential portion of the compensating movement. In this sense, a degree of freedom "essentially in the longitudinal direction" is referred to here.
  • the receiver system has a receiver tube consisting of the absorber tube and a cladding tube arranged at least in sections around the absorber tube.
  • the support frame preferably has a parallel to the absorber or receiver tube and the mirror assembly extending longitudinal member on which the first suspension is mounted.
  • the longitudinal member is arranged above the absorber or receiver tube and the mirror arrangement.
  • the mirror arrangement expediently has at least one opening through which the first suspension is guided by the longitudinal member to the absorber tube.
  • the mirror arrangement has longitudinal, separate, first and second mirror elements with a gap between them.
  • a mirror arrangement which is separate in at least two mirror elements, has a ventilation opening in the form of this gap and can thus counteract heat accumulation in the upper part of the mirror arrangement. If the first suspension is guided by the longitudinal member through an opening in the mirror arrangement to the receiver tube, the gap preferably also forms this opening. In this way, the first suspension for holding the receiver or absorber tube can be a perform limited relative movement with respect to the mirror assembly in the longitudinal direction, without colliding with the mirror assembly.
  • the mirror arrangement preferably has in each case one of the first and second mirror element associated first and second profile element which einhaust the associated mirror element on its side facing away from the receiver or absorber tube side.
  • the purpose of the enclosure is to protect the receiver system from environmental influences and dust.
  • the same purpose as the individual mirror elements associated profile elements meet, but with the advantage that they provide individual protection of the individual mirror elements and therefore can be moved with these as required. Therefore, the first and second profile elements are preferably also attached to the second suspension.
  • the first and second mirror elements are advantageously fixed to the associated first and second profile elements at least on one side by means of compensation means, which in turn allow different expansions of the mirror elements and the associated profile elements in the longitudinal direction. This creates a further expansion compensation for the differently heated mirror elements and profile elements.
  • the first and second profile elements L-shaped configuration.
  • the mirror arrangement has a mirror section which at least partially optically closes the gap between the first and second mirror elements.
  • This can preferably be realized either by the fact that the mirror portion is formed as a third mirror element and that the mirror assembly has a third, preferably U-shaped profile element associated with the third mirror element, which einhaust the third mirror element on its side facing away from the absorber tube.
  • the third professional element is preferably attached to the first suspension.
  • the absorber or receiver tube together with the first suspension and the central third mirror element with profile element forms a coherent unit independent of the second mirror elements with their profile elements whose expansion is completely decoupled from that of the second mirror elements.
  • At least parts of the mirror arrangement then at least the two outer first and second mirror elements and, if present, their associated profile elements are meant.
  • the mirror portion is formed as a mirrored surface of the cladding tube.
  • Such a variant is basically known from published patent application WO 2010/100293 A1, but serves a different purpose there, namely the mirror arrangement of the receiver system as close as possible to the absorber tube to use Veriuststrahlung that would otherwise pass through the space between the absorber tube and the mirror unused.
  • an air gap preferably remains between the first mirror element and the mirror section and between the second mirror element and the mirror section.
  • the air gap in the area between the Spiegeiabites and the two mirror elements allows withdrawal there stagnant hot air, so that both the mirror elements, and the mirror portion does not heat unnecessarily.
  • the mirror arrangement preferably has a mirror-symmetrical curve profile with at least one, preferably two overhead vertices, wherein the air gaps are respectively arranged in the region of the vertex (s).
  • the second suspension has as a second compensating means a first joint, which connects the support frame on one side with the mirror assembly on the other side and defines a degree of freedom in the longitudinal direction.
  • the articulation is understood to mean the movable connection of two relatively rigid bodies.
  • the first joint is preferably designed as a solid-body joint, in this embodiment, the joint can be formed by a monolithic, but flexible by its flat cross-section solid.
  • This form of the joint has the advantage that there is no friction of second relatively movable joint parts and that the suspension is therefore less susceptible to wear and maintenance at low deflections.
  • the first suspension points as the first equalizer! preferably a rolling or sliding bearing arrangement, for example in the form of a trolley, which is arranged to be movable along the longitudinal member.
  • This form of expansion compensation is particularly useful due to the considerable elongation of the absorber tube.
  • the second suspension has a second joint, which connects the support frame on one side with the mirror assembly or with parts of the mirror assembly on the other side and defines a degree of freedom transverse to the longitudinal direction.
  • Such a joint serves for the mirror arrangement or at least parts thereof to be movable relative to the absorber or receiver tube in the lateral and / or vertical direction, but is captively connected thereto via the support frame. It allows the mirror assembly for maintenance purposes of the absorber or receiver tube in a simple and defined way from this way and back to the exact target position can be moved back.
  • the second joint is advantageously a rotary joint for pivoting away the mirror arrangement or at least parts of the mirror arrangement.
  • the cladding tube is arranged eccentrically around the absorber tube at least over a central longitudinal section.
  • Such an embodiment is also known from the disclosure WO 2010/100293 A1.
  • the eccentric arrangement serves here as well also there a higher yield of the reflected light radiation or a smaller loss of the gap between the absorber tube and the mirror assembly passing light beams.
  • the cladding tube is preferably tapered at least to a central longitudinal section. This measure also serves to reduce the gap between the absorber tube and the cladding tube, so that the mirror arrangement can be arranged at a small distance from the absorber tube.
  • Figure 1 is a schematic representation of the invention underlying starting situation
  • Figure 2 is a three-dimensional view of the support frame of the receiver system according to the invention with first and second suspension;
  • Figure 3 is an end view of an embodiment of the receiver system according to the invention.
  • Figure 4 is an isolated view of the support frame of the invention.
  • Figure 5 is a side view of the detail of the support frame illustrating the second suspension for holding the mirror assembly
  • FIG. 6 shows a side view of a segment of the receiver system for illustrating the mirror arrangement
  • Figure 7 is a side view of the detail of the ecieverrohres together with the first suspension of the receiver system
  • Figure 8 is a perspective view of the details of the first suspension
  • FIG. 9 a schematic cross section through the receiver system in a first embodiment to illustrate a split mirror arrangement
  • FIG. 10 shows a schematic cross section through a second embodiment of the receiver system for illustrating an alternative division of the mirror arrangement
  • Figure 11 is a schematic cross-section through the receiver system similar to
  • Figure 12A is a side view of a first embodiment of the Recieverrohres with eccentric arrangement of the cladding tube;
  • Figure 12B is a side view of a second embodiment of the
  • Reciever tube with tapered cladding tube Reciever tube with tapered cladding tube
  • Figure 13 is an end view of an alternative embodiment of the receiver system according to the invention.
  • the receiver system 104 has essentially three functional components, namely a receiver tube 106, which in turn consists of an absorber tube 108 and a longitudinally at least partially disposed around the absorber tube 108 sheath tube 110, a parallel to the longitudinal direction mirror assembly 112 as a secondary concentrator for concentration of the Primary concentrator reflected light rays on the absorber tube 108 and a support frame 114, which is shown here greatly simplified and includes a support post 116 and a cross member 118.
  • a receiver tube 106 which in turn consists of an absorber tube 108 and a longitudinally at least partially disposed around the absorber tube 108 sheath tube 110, a parallel to the longitudinal direction mirror assembly 112 as a secondary concentrator for concentration of the Primary concentrator reflected light rays on the absorber tube 108 and a support frame 114, which is shown here greatly simplified and includes a support post 116 and a cross member 118.
  • the invention is concerned with the question of how such a receiver tube 106 and a mirror arrangement 112 can be fastened to the support frame 114, the fastening providing sufficient degrees of freedom for compensating different linear expansions of the individual components.
  • both the receiver tube and the mirror assembly are housed in a common housing, which is arranged like a roof over the mirror assembly and protects them from the weather.
  • common holders engage the receiver tube and the mirror arrangement from above and fix them. Although these holders allow a compensation movement in the longitudinal direction, but only a common for the receiver tube and the mirror assembly.
  • the mirrors of the mirror arrangement are fixed on one side only and guided on the other side only. However, this has not led to reliable movements of the components and regularly to a visual misalignment.
  • the receiver system 204 has a receiver tube 206 of the type described above, a mirror arrangement 212 and also a post 216 and a cross member 218 as parts of the support frame 214.
  • the support frame 214 also has a frame element 220 which connects the cross member 218 to a longitudinal member 222 extending above the receiver tube 206 and the mirror arrangement 212. Furthermore, the support frame 214 has a first suspension 323 for holding the receiver tube 206 and a second suspension 324 for holding the mirror arrangement or at least parts of the mirror arrangement.
  • the two hangers 323 and 324 are independently disposed on the frame member 220.
  • the first suspension 323 has first compensating means in the form of a trolley 326 which is arranged so as to be movable along the longitudinal member 322 in the longitudinal direction.
  • the longitudinal beam thereby forms a rail guide for the first suspension, which is able to compensate for a quasi-unlimited length expansion and thus takes into account the large extent of the highly heated absorber tube.
  • the second suspension 324 has second balancing means in the form of bands 328 integral with the frame member 220 of the support frame 214 at its fixed end and parts of the mirror assembly 212 at the other end at its free end.
  • the bands 328 form a monolithic and in the longitudinal direction, ie transverse to the plane of representation, flat solid, which defines at its free end a degree of freedom substantially in the longitudinal direction.
  • the bands 328 form a first joint in the form of a solid-state joint, which has only a limited length in the longitudinal direction. Compensate for gene extension, but sufficient for the comparatively small extent of the mirror assembly.
  • the deflection of the joint can in principle simply be matched to the required elongation length by suitably selecting the length of the bands 328 and the distances between the following second longitudinal suspensions and the length of the mirror elements arranged therebetween.
  • the second suspension 324 has, in addition to the band 328 forming a first joint, a second joint 430, which is designed as a pivot joint for pivoting away the mirror arrangement or parts of the mirror arrangement transversely to the longitudinal direction.
  • the mirror assembly is shown in the operating position by means of solid lines and in the laterally and upwardly pivoted away maintenance or revision position by means of dashed lines. In the revision position, the mirror arrangement gives the receiver tube arranged in the middle, cf. Figure 3, free for all-round engagement, and protects in this way, in particular the sensitive mirror elements from damage due to the intervention.
  • the mirror assembly in the embodiment shown here has separate first and second mirror elements 432 and 434 with an intermediate, longitudinal gap 436 therebetween.
  • the gap 436 at the same time forms an opening in the mirror arrangement, through which the first suspension 323 is guided by the longitudinal member 222 to the receiver tube 206, cf. FIG. 3.
  • the mirror arrangement has in each case one of the first and second mirror elements 432, 434 associated first and second profile element 438, 440, which houses the associated mirror element on its side facing away from the receiver tube and thus protects against the weather and dust.
  • the first and second profile elements 438, 440 are both L-shaped. Further details, in particular of the support frame can be seen in Figure 5. This represents the support frame in the region of the previously described frame element 220 above the support post 216.
  • the side view shows that two segments of the support frame 214 adjoin one another in the region of the support posts.
  • a frame member 220 is screwed on both sides, each of which carries one of the adjacent segments of the support frame 214 on one side.
  • This can be seen from the fact that a separate element of the longitudinal member 222 is screwed to each of the two frames 220, wherein a gap 542 is formed between the two elements of the longitudinal member 222.
  • This joint serves as an expansion joint, since the elements of the longitudinal member also expand when heated.
  • the side rail is not coextensive with the highly warmed optical elements within a housing but above the underlying enclosure of the mirror elements 430, 434, so that a much smaller amount of stretch reserve is sufficient.
  • a complete segment of the support frame between two adjacent support posts is shown as 646 in FIG. Again, between two mounted on the same support post adjacent elements of the longitudinal member 222nd in each case one joint 542 and between two adjacent profile elements 438 and 440, respectively, to recognize a joint 544. Furthermore, it can also be seen that a plurality of longitudinally spaced first and second mirror elements 432, 434 are arranged on the profile element 438 and analogous to the mirror-image profile element 440. Shown are three per profile element, however, the number can vary as desired.
  • the joints 648 formed therebetween within the same associated profile element once again serve as expansion joints and take into account the fact that temperature differences and expansion differences, in particular during operation, can also form between the mirror elements 432, 434 on the one hand and the associated profile elements on the other hand.
  • the first or second mirror elements 432, 434 are therefore preferably fixed to the associated first and second profile element on one side by means of compensating means, while they are rigidly connected to the respective profile element on the other side in the longitudinal direction.
  • the compensating means may comprise, for example, elongated holes.
  • FIG. 7 shows a schematically simplified representation of detail aspects of the first suspension in the side view.
  • the receiver tube 206 consisting of the absorber tube 208 and the jacket tube 210 concentrically surrounding this on a longitudinal section, can be seen.
  • the jacket tube 210 is connected to the absorber tube 208 by means of known compensating elements in the form of bellows 754 at both ends.
  • the receiver tube 206 has a segmentation, which is predetermined by the length of the cladding tube 210, while the absorber tube 208 without interruption (quasi endless) continues. Of course, this must be so that the heat-transporting fluid can flow through the absorber tube 208 unhindered from one end to the other.
  • each cladding 210 Between two adjacent cladding 210 each has a gap left, on the one hand serves as an expansion compensation for the ducts and in the other a short portion of the absorber tube is exposed to which the first suspension 323 engages with a bracket 750 for fixing the absorber tube 208 at its free end.
  • the longitudinal member 222 Above the receiver tube 206, in turn, the longitudinal member 222 is shown, on which the first suspension 323 is arranged with a trolley 326 as the first Ausgieichsstoff movable in the longitudinal direction.
  • the third profile element 756 is on one side by means of compensating means, here in the form of an elongated hole 758, and on the other side rigidly connected to the respectively associated first suspension 323, which allows a different longitudinal extent of the absorber tube 208 on the one hand and the profile element 756 on the other.
  • the first Suspension 323 has, as stated, at its upper end on a trolley 326, which hang by means of two pairs of rollers 860, of which only one can be seen in half section, movable longitudinally on the longitudinal member 222. At its lower end, the trolley 326 is connected by means of a bracket 862 with the brackets 750, which fix the absorber tube 208.
  • the third profile element 756 is clearly visible, which einhaust the third mirror element 871 on its side facing away from the receiver tube 206.
  • the third profile element 756 is configured substantially U-shaped for this purpose, wherein it has at the ends of its two legs lateral projections 866 which form an overlap with the L-shaped first and second profile elements 438 and 440.
  • the underlying mirror arrangement consisting of the first, second and third mirror elements 432, 434, 871 is thereby adequately protected against environmental influences and dust.
  • FIG. 9 shows, in a greatly simplified form, the optical components of the receiver system according to the invention in accordance with a first embodiment.
  • the receiver tube 906 with an absorber tube 908 and a hollow tube 910 concentrically surrounding the absorber tube 908 can be seen therein.
  • the optical components also include the mirror arrangement 912 above the receiver tube 906, which is separated longitudinally into the two first and second mirror elements 932 and 934 with an intermediate gap 936 directly above the receiver tube 906, which is at least partially optically separated by a mirror section 968 closed is.
  • At least partially optically closed means in this case that viewed in cross section in each case an air gap 970 between the first mirror element 932 and the mirror portion 968 and between the second mirror element 934 and the mirror portion 968 remains.
  • the gap 936 between the first and the second mirror element 932 and 934 serves as an opening, through which the first suspension is guided from the side member (not shown here) above the optical components to the receiver tube.
  • FIG. 10 shows a second embodiment variant of the optical components of the receiver system according to the invention.
  • This comprises a receiver tube 1006 comprising an absorber tube 1008 and a cladding tube 010 and a mirror arrangement 1012 comprising a first mirror element 1032, a second mirror element 1034 and a mirror section 1068 which at least partially optically closes the gap 1036 between the first and second mirror sections ,
  • An essential difference from the exemplary embodiment according to FIG. 9 is that the mirror section 1068 is designed as a mirrored surface 1074 of the cladding tube 1010.
  • This embodiment variant has the advantage of a simpler structure, since the third mirror element together with its attachment can be omitted, since the mirror portion forms an integral part of the receiver tube and thus always automatically carried along with the receiver tube. Furthermore, in this embodiment as well, air gaps 1070 can be seen between the first mirror element 1032 and the mirror section 1068 and between the second mirror element 1034 and the mirror section 1068. Finally, in FIG. 10, a first profile element 038, which is assigned to the first mirror element 1032, and a second profile element 1040, which is assigned to the second mirror element 1034, are shown. The two profile elements 1038 and 1040 are designed in an L shape and house the first and second mirror elements on their side facing away from the receiver tube 1006.
  • FIG. 1112 A third embodiment of the optical components of the receiver system according to the invention is shown schematically in FIG. With regard to the mirror arrangement 1112, this corresponds essentially to the embodiment from FIG. 9.
  • the mirror arrangement is composed of a first, a second and a third mirror element 1132, 1134 and 1171, as there.
  • a difference from the exemplary embodiment in FIG. 9 is a modified form of the receiver tube 1106, in which the absorber tube 1108 is arranged eccentrically in the cladding tube 110. More specifically, the absorber tube 1108 is displaced upward, so that the gap between the lateral surface of the absorber tube 1108 and the lateral surface of the cladding tube 1 10 is reduced on the upper, the third mirror element 1171 facing side. As a result, radiation losses are minimized, see also Figure 12A.
  • first profile element 1138 assigned to the first mirror element 1132, a second profile element 1140 assigned to the second mirror element 1134, and a third profile element 1156 assigned to the third mirror element 1171 are shown in FIG.
  • the first two and second Profile elements 1138, 140 are L-shaped and house the respectively assigned first and second mirror elements.
  • the third profile element 1156 is U-shaped and houses the third mirror element 1171 on the receiver tube 1106 side.
  • the three profile elements overlap such that the mirror elements and the receiver tube are protected from the top against environmental influences, such as precipitation, sunlight, wind or dust. Further protection can be achieved in a manner known per se by suitable beading of the edges as well as the lateral projection (not shown here) (see FIGS. 3 and 8).
  • the entire mirror arrangement has a multiplicity of air gaps.
  • Another air gap is formed between the first profile element 1138 and the third profile element 1156 and symmetrically thereto between the second profile element 1140 and the third profile element 1156.
  • the mirror arrangement has in cross-section a mirror-symmetrical curve profile with two vertices lying on top, wherein the air gaps 1170 are each in the region of these vertices.
  • “In the region of the vertices” also includes an area below the vertex or here
  • the air gaps 1170 arranged in the area of the vertices contribute to the fact that rising warm air does not accumulate in the mirror arrangement but can pull it upwards through the air gaps, so that the Temperature fluctuations to which the individual mirror elements are exposed, can be reduced. So that the rising warm air can completely leave the housing formed from the three profile elements 1138, 1140 and 1156, the gaps 174 between the profile elements are provided on both sides.
  • An exhaust air flow is indicated by arrows.
  • Further column are each between the first and second mirror elements 1132 and 1134 and the respective associated profile elements 1138 and 1140.
  • the air circulation on the Allow outside of the mirror elements 1132 and 1134 so that optimum cooling of these mirror elements is ensured.
  • FIGS. 12A and 12B show two different embodiments of modified receiver tubes 1206 and 1206 ', respectively. These each have an identical absorber tube 1208, but different sheaths 1210 and 1210 'on.
  • the cladding tube 1212 is cranked in a central portion of the receiver tube, so that in this section the absorber tube 1208 extends eccentrically in the cladding tube 1212.
  • the cladding tube 1210 'according to FIG. 12B is only tapered in this section, with the absorber tube 1208 and the cladding tube 1210' thus forming a concentric arrangement.
  • both variants have the result that the gap 1280 or 1280 'between the absorber tube and the cladding tube tapers in the longitudinal direction of the central portion of the receiver tube on its upper side, so that at this point a lesser Strahlungsustust occurs, as with reference to FIG 11 already was explained.
  • Both measures, a cranked and a tapered cladding can basically be combined.
  • the figures show the connection between the absorber tube 1208 and the cladding tube 1210 or 1210 ', which is identical in both cases designed. It ensures a seal of the enclosed by the cladding tube 1210 and 1210 'volume, which is evacuated in the rule.
  • the connection 1282 also has the function of a strain compensation. It therefore has a bellows in a manner known per se.
  • FIGS. 12A and 12B each show an end-side section of the receiver tube which continues to the left and has a mirror-inverted termination on the opposite side.
  • FIG. 13 shows a second embodiment of the receiver system 1304 according to the invention with a receiver tube 1306 of the type described above.
  • FIG. 13 shows a second embodiment of the receiver system 1304 according to the invention with a receiver tube 1306 of the type described above.
  • Significant differences from the embodiment discussed above, which will be discussed in the following, are in the configuration of the mirror arrangement 1312, the support frame 1314 and FIGS to find first and second suspensions.
  • the support frame 1314 has a cross member 1318 and a frame member 1320 attached thereto. Furthermore, the support frame 1314 has a first suspension 1323 for holding the receiver tube 1306 and a second suspension 1324 for holding the mirror assembly 1312, more particularly a first and a second mirror element 1332, 1334 and the associated first and second profile elements 1338, 1340 on.
  • the two hangers 323 and 1324 are independently connected to the frame member 1320.
  • the first suspension 1323 has first balancing means in the form of a carriage with preferably two pairs of rollers, which is guided in the longitudinal direction by the pair of rails formed by the two longitudinal beams 1322.
  • the second suspension 1324 has second balancing means in the form of bands 1328, which again form solid joints between the frame element 1320 and the mirror elements 1332, 1334, but in contrast to the previously described examples run horizontally.
  • the longitudinally separated first and second mirror elements 1332 and 1334 form an intermediate gap 1336.
  • the gap 1336 forms an opening through which the first suspension 1323 is guided from the side rails 1322 to the receiver tube 1306 in the form of opposite axes 1384.
  • the longitudinal members 1322 are in turn suspended on the frame element 1320 by means of a respective band 1386 in such a way that the bands 1386 form a solid-body joint which permits a compensation movement of the longitudinal members in the longitudinal direction.
  • the first suspension 1324 further comprises a second hinge 1330, which is designed as a pivot joint for pivoting away the mirror arrangement, more precisely a third mirror element 1371 together with the U-shaped third profile element 1356 enclosing this transverse to the longitudinal direction.
  • the third profile element 1356 and the third mirror element 1371 are struck on parts of the carriage and are therefore entrained with the movement of the receiver tube 1306. They are shown in the operating position by means of solid lines and in the laterally and upwardly pivoted away maintenance or revision position by means of dashed lines. In the revision position, the mirror arrangement releases the receiver tube arranged in the middle for engagement from above. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Receiversystem (104, 204) für eine Fresnel-Solaranlage (100) mit einem eine Längsrichtung definierenden Absorberrohr (108, 208), einer zur Längsrichtung parallelen Spiegelanordnung (112, 212) zur Konzentration von Lichtstrahlen auf das Absorberrohr (108, 208) und einem Traggestell (114, 214) für das Absorberrohr und die Spiegelanordnung. An dem Traggestell (114, 214) sind unabhängig voneinander eine erste Aufhängung (323) zum Halten des Absorberrohres und eine zweite Aufhängung (324) zum Halten der Spiegelanordnung oder zumindest von Teilen der Spiegelanordnung montiert, wobei die erste Aufhängung (323) erste Ausgleichsmittel (758) und die zweite Aufhängung (324) zweite Ausgleichsmittel (758) aufweisen und die ersten und zweiten Ausgleichsmittel (758) unterschiedliche Ausdehnungen des Absorberrohres und der Spiegelanordnung oder zumindest von Teilen der Spiegelanordnung in Längsrichtung erlauben.

Description

Receiversystem für eine Fresnel-Solaranlage
Die Erfindung betrifft ein Receiversystem für eine Fresnel-Solaranlage mit einem eine Längsrichtung definierenden Absorberrohr, einer zur Längsrichtung parallelen Spiegelanordnung als Sekundärkonzentrator zur Konzentration von Lichtstrahlen auf das Absorberrohr und einem Traggestell für das Receiverrohr und die Spiegelanordnung.
Das gattungsgemäße Receiversystem ist Teil eines Solarkraftwerks, welches weiterhin einen Primärkonzentrator in Form eines Feldes bodennah montierter paralleler Spiegelreihen aufweist, welche Sonnenstrahlen auf das Receiversystem konzentrieren, die von dessen Spiegelanordnung nochmals konzentriert auf das Absorberrohr projiziert werden. Das Receiversystem befindet sich zu diesem Zweck in einer Höhe von mehreren Metern über der Primärkonzentrator- Spiegelanordnung. Je nach Kollektordesign sind solche Anlagen mit 4 m bis 30 m Höhe bekannt. Der Sekundärkonzentrator weist ein geeignetes Kurvenprofil auf und projiziert die Strahlung nach unten auf das in möglichst geringer Entfernung darunter angeordnete Absorberrohr. Das Absorberrohr ist von einem Wärmeträ- gerfluid durchströmt, welches durch die konzentrierte Lichtstrahlung auf mehrere 100° C erwärmt wird. Die Wärme kann beispielsweise zur Stromerzeugung oder als Prozesswärme verwendet werden.
Derartige Fresnel-Solaranlagen befinden sich seit mehreren Jahren in einer beschleunigten Entwicklungsphase. Jüngere Dokumente zu diesem Thema sind beispielsweise der Aufsatz„Supernova - Construction, Control & Performance of Steam super heating linear Fresnel-Collector", Gabriel Mohn et al., Solar Paces Conference 2011 , Book of Abstracts und die Offenlegungsschriften WO 2010/100293 A1 und WO 99/42765 A1. Für die Erreichung eines hohen Wirkungsgrades ist neben der Oberflächengüte der optischen Bestandteile des Spiegels und des Absorberrohres, die Gegenstand zahlreicher Erfindungen sind, unter anderem die optisch geometrische Konfiguration der Spiegel und des Absorberrohres eine grundlegende Voraussetzung. Der vorliegende Erfindungsgegenstand befasst sich deshalb insbesondere mit der Justage der Spiegelanordnung und des Receiverrohres, der in der Vergangenheit noch wenig Beachtung geschenkt wurde.
Das Receiversystem ist über einen Tageszyklus in Teilen sehr hohen und insgesamt sehr unterschiedlichen Temperaturschwankungen und Umwelteinflüssen ausgesetzt.
Ziel der Erfindung ist es, die Solaranlage durch eine verbesserte Konstruktion weniger empfindlich für Temperaturschwankungen und Umwelteinflüsse zu gestalten und somit schließlich auch deren Wirkungsgrad und Lebendauer zu erhöhen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Receiversystem für eine Fresnel-Solaranlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Bei einem Receiversystem der eingangs genannten Art sind an dem Traggesteil erfindungsgemäß unabhängig voneinander eine erste Aufhängung zum Halten des Absorberrohres und eine zweite Aufhängung zum Halten der Spiegelanordnung oder zumindest von Teilen der Spiegelanordnung montiert, wobei die erste Aufhängung erste Ausgleichsmittel und die zweite Aufhängung zweite Ausgleichsmittel aufweisen und die ersten und zweiten Ausgleichsmitte! unterschiedliche Ausdehnungen des Absorberrohres und der Spiegelanordnung in Längsrichtung erlauben.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das Absorberrohr einerseits und die Spiegelanordnung andererseits unterschiedlichen Temperaturschwankungen unterliegen. Ferner sind die beiden Komponenten aus unterschiedlichen Materialien gefertigt, sodass sie sich im Betrieb in unterschiedlicher weise ausdehnen. Da die Solaran!age typischerweise mehrere 00 Meter lang ist, kann die Längenausdehnung der am stärksten erhitzten Absorberrohre bis zu einige Meter betragen. Aber auch die Spiegel dehnen sich durch die Erwärmung in nennenswertem Umfang aus, der jedoch von der Ausdehnung des Absorberrohrs verschieden ist. Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass sich das Absorberrohr durchgängig über die gesamte Länge der Soiaranlage erstreckt, während die Spiegelanordnung über die gesamte Länge in einzelne Segmente unterteilt ist.
Das erste Ausgleichsmittel und das zweite Ausgleichsmittel bieten jeweils einen Freiheitsgrad im Wesentlichen in Längsrichtung, so dass eine unabhängige Aus- dehnung des Absorberrohres und der Spiegelanordnung kompensiert werden kann. Auf diese Weise werden insbesondere bei Verwendung von Aluminiumspiegeln Verformungen der Spiegelflächen wirksam vermieden.
Wie anhand von Ausführungsbeispielen weiter unten klar werden wird, können die Freiheitsgrade neben einer linearen Ausgleichsbewegung, auch eine kurvige, insbesondere eine kreisförmige Ausgleichsbewegung, beipielsweise durch eine Drehgelenkverbindung, erlauben, wobei es aber nur auf den in Längsrichtung verlaufende Tangentialanteil der Ausgleichsbewegung ankommt. In diesem Sinne wird hierin von einem Freiheitsgrad„im Wesentlichen in Längsrichtung" gesprochen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Receiversystem ein Receiverrohr, bestehend aus dem Absorberrohr und einem wenigstens abschnittsweise um das Absorberrohr angeordneten Hüllrohr auf.
Es handelt sich dann um einen Vakuum receiver, bei dem der Zwischenraum zwischen Absorberrohr und Receiverrohr zur thermischen Isolation und zum Schutz der Oberflächen des Absorberrohres evakuiert ist. Da das Absorberrohr und das dieses umgebende Hüllrohr unterschiedlichen thermischen Bedingungen ausgesetzt sind und da das Absorberrohr aus Metall, das Hüllrohr aber aus Glas bestehen, dehnen sich die beiden Rohre in unterschiedlichem Maße aus. Das Hüllrohr ist deshalb segmentiert und zwischen jedem Hüllrohrsegment und dem Absorberrohr sind in bekannter Weise Ausgleichselemente, regelmäßig in Form von Faltenbalgen, vorgesehen, die das Hüllrohr in Ausgleichrichtung beweglich aber ansonsten möglichst steif auf dem Absorberrohr fixieren. Das Hüilrohr ist somit über das Absorberrohr und die erste Aufhängung an dem Traggesteli montiert und folgt der Ausgleichsbewegung desselben. Die Ausgleichselemente zwischen den Hüllrohrsegmenten und dem Absorberrohr dienen nur zur Kompensation einer relativen Bewegung zwischen beiden. Eine solche Vakuumreceiveranordnung ist beispielsweise in der Patentanmeldung DE102 31 467 A1 beschrieben.
Das Traggestell weist vorzugsweise einen parallel zum Absorber- oder Receiverrohr und zur Spiegelanordnung verlaufenden Längsträger auf, an dem die erste Aufhängung montiert ist.
Besonders bevorzugt ist der Längsträger über dem Absorber- oder Receiverrohr und der Spiegelanordnung angeordnet.
Die Spiegelanordnung weist zweckmäßigerweise wenigstens eine Öffnung auf, durch die die erste Aufhängung vom Längsträger zum Absorberrohr geführt ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Spiegelanordnung in Längsrichtung getrennte, erste und zweite Spiegelelemente mit einer dazwi- sehen liegenden Lücke aufweist.
Eine in wenigstens zwei Spiegelelemente getrennte Spiegelanordnung weist in Form dieser Lücke eine Lüftungsöffnung auf und kann damit einem Wärmestau im oberen Teil der Spiegelanordnung entgegenwirken. Ist die erste Aufhängung vom Längsträger durch eine Öffnung in der Spiegelanordnung zum Receiverrohr ge- führt, bildet die Lücke vorzugsweise auch diese Öffnung. Auf diese Weise kann die erste Aufhängung zum Halten des Receiver- bzw. Absoerberrohres eine un- eingeschränkte Relativbewegung gegenüber der Spiegelanordnung in Längsrichtung ausführen, ohne mit der Spiegelanordnung zu kollidieren.
Vorzugsweise weist die Spiegelanordnung jeweils ein dem ersten und zweiten Spiegelelement zugeordnetes erstes und zweites Profilelement auf, das das zu- geordnete Spiegelelement auf dessen dem Receiver- bzw. Absorberrohr abgewandten Seite einhaust.
Eine Einhausung ist bislang nur für das gesamte Receiversystem bekannt, innerhalb derer also sowohl die Spiegelanordnung, als auch das Receiverrohr und tragende Teile angeordnet sind. Zweck der Einhausung ist es, das Receiversystem vor Umwelteinflüssen und Staub zu schützen. Denselben Zweck erfüllen auch die den einzelnen Spiegelelementen zugeordneten Profilelemente, jedoch mit dem Vorteil, dass diese einen individuellen Schutz der einzelnen Spiegelelemente bieten und deshalb je nach Anforderung mit diesen mitbewegt werden können. Deshalb sind die ersten und zweiten Profilelemente vorzugsweise auch an der zweiten Aufhängung befestigt.
Die ersten und zweiten Spiegelelemente werden vorteilhafterweise jeweils an den zugeordneten ersten und zweiten Profilelementen wenigstens einseitig mittels Ausgleichsmitteln fixiert, die ihrerseits unterschiedliche Ausdehnungen der Spiegelelemente und der zugeordneten Profilelemente in Längsrichtung erlauben. Dadurch wird ein weiterer Dehnungsausgleich für die unterschiedlich erhitzten Spiegelelemente und Profilelemente geschaffen.
In einer vorteilhaften, weil kostengünstigen Ausführungsvariante sind die ersten und zweiten Profilelemente L-förmig ausgestaltet.
Um Strahlungsverluste so gut wie möglich zu vermeiden, weist die Spiegelanordnung einen Spiegelabschnitt auf, der den Spalt zwischen den ersten und zweiten Spiegelelementen zumindest teilweise optisch schließt. Dies kann vorzugsweise entweder dadurch realisiert werden, dass der Spiegelabschnitt als drittes Spiegelelement ausgebildet ist und dass die Spiegelanordnung ein dem dritten Spiegelelement zugeordnetes drittes, vorzugsweise U-förmiges Profilelement aufweist, das das dritte Spiegelelement auf dessen dem Absorberrohr abgewandten Seite einhaust.
In diesem Fall ist das dritte Profi!element bevorzugt an der ersten Aufhängung befestigt. Auf diese Weise bildet das Absorber- oder Receiverrohr zusammen mit der ersten Aufhängung und dem zentralen dritten Spiegelelement mit Profilelement eine zusammenhängende und von den zweiten Spiegelelementen mit deren Profilelementen unabhängige Einheit, deren Dehnung als Ausgleich von dem der zweiten Spiegelelemente vollständig entkoppelt ist.
Da auch das dritte Spiegelelement sowie das zugeordnete dritte Profilelement ihrerseits unterschiedlichen Temperaturen und deshalb unterschiedlichen Längenausdehnungen ausgesetzt sind, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das dritte Spiegelelement an dem zugeordneten dritten Profilelement wenigstens einseitig mittels Ausgleichsmitteln zu fixieren, die unterschiedliche Ausdehnungen des dritten Spiegelelements und des zugeordneten Profilelements in Längsrichtung erlauben.
Wenn hierin von„zumindest Teilen der Spiegelanordnung" die Rede ist, dann sind damit wenigstens die beiden außenliegenden ersten und zweiten Spiegelelemente und, soweit vorhanden, deren zugeordnete Profilelemente gemeint.
Alternativ ist der Spiegelabschnitt als verspiegelte Oberfläche des Hüllrohres ausgebildet.
Eine solche Variante ist dem Grunde nach aus der Offenlegungsschrift WO 2010/100293 A1 bekannt, dient dort aber einem anderen Zweck, nämlich die Spiegelanordnung des Receiversystems möglichst dicht an das Absorberrohr heranzubringen, um Veriuststrahlung, die andernfalls den Zwischenraum zwischen dem Absorberrohr und dem Spiegel ungenutzt passieren würde, zu nutzen.
Ungeachtet der Ausgestaltung des Spiegelabschnittes als drittes Spiegelelement oder als verspiegelte Oberfläche des Hüllrohres verbleibt vorzugsweise jeweils ein Luftspalt zwischen dem ersten Spiegelelement und dem Spiegelabschnitt und zwischen dem zweiten Spiegelelement und dem Spiegelabschnitt.
Der Luftspalt in dem Bereich zwischen dem Spiegeiabschnitt und den beiden Spiegelelementen erlaubt einen Abzug dort gestauter Warmluft, sodass sich sowohl die Spiegelelemente, als auch der Spiegelabschnitt nicht unnötig erwärmen. Bevorzugt weist die Spiegelanordnung ein spiegelsymmetrisches Kurvenprofil mit wenigstens einem, bevorzugt zwei obenliegenden Scheitelpunkten auf, wobei die Luftspalte jeweils im Bereich des oder der Scheitelpunkte angeordnet sind.
Dies gewährleistet, dass sich die erwärmte Luft von der höchsten Stelle entweichen kann und sich kein höherliegendes Totvolumen ausbildet.„Im Bereich der Scheitelpunkte" ist dabei so zu vertsehen, dass sich die Luftspalte auch ein wenig unterhalb des höchsten Punktes des Kurvenprofils befinden können. Als bevorzugte Lage der Luftspalte wird ein Bereich von 10% der Gesamthöhe des Kurvenprofils unterhalb des obenliegenden Scheitelpunktes angegeben.
Besonders bevorzugt weist die zweite Aufhängung als zweites Ausgleichsmittel ein erstes Gelenk auf, welches das Traggestell auf der einen Seite mit der Spiegelanordnung auf der anderen Seite verbindet und einen Freiheitsgrad in Längsrichtung definiert. Als Gelenk wird hierin grundsätzlich die bewegliche Verbindung zweier relativ starrer Körper verstanden.
Das erste Gelenk ist bevorzugt als Festkörpergelenk ausgebildet, in dieser Aus- führungsform kann das Gelenk durch einen monolithischen, jedoch durch seinen flachen Querschnitt flexiblen Festkörper gebildet werden. Diese Form des Gelenks hat den Vorteil, dass es keine Reibung zweiter relativ zueinander beweglicher Gelenkteile gibt und dass die Aufhängung deshalb bei geringen Auslenkungen weniger verschleiß- und wartungsanfällig ist.
Die erste Aufhängung weist als erste Ausgleichsmitte! bevorzugt eine Wälz- oder Gleitlageranordnung, beispielsweise in Form einer Laufkatze, auf, die entlang des Längsträgers verfahrbar angeordnet ist.
Diese Form des Dehnungsausgleichs ist insbesondere aufgrund der erheblichen Längenausdehnung des Absorberrohres zweckmäßig.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die zweite Aufhängung ein zweites Gelenk auf, welches das Traggestell auf der einen Seite mit der Spiegelanordnung oder mit Teilen der Spiegelanordnung auf der anderen Seite verbindet und einen Freiheitsgrad quer zur Längsrichtung definiert.
Ein solches Gelenk dient dazu, dass die Spiegelanordnung oder zumindest Teile derselben in seitlicher und/oder vertikaler Richtung relativ zu dem Absorber- oder Receiverrohr bewegbar, aber über das Traggestell mit diesem unverlierbar verbunden ist. Sie ermöglicht, dass die Spiegelanordnung zu Wartungszwecken des Absorber- oder Receiverrohrs auf einfache und definierte Weise von diesem weg und wieder in die exakte Sollposition zurück bewegt werden kann.
Insbesondere ist das zweite Gelenk vorteilhafterweise ein Drehgelenk zum Weg- schwenken der Spiegelanordnung oder zumindest von Teilen der Spiegelanordnung.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Hüllrohr zumindest auf einen mittleren Längenabschnitt exzentrisch um das Absorberrohr angeordnet.
Eine solche Ausgestaltung ist dem Grunde nach ebenfalls aus der Offenlegungs- schrift WO 2010/100293 A1 bekannt. Die exzentrische Anordnung dient hier wie auch dort einer höheren Ausbeute der reflektierten Lichtstrahlung bzw. eines geringeren Verlustes den Zwischenraum zwischen dem Absorberrohr und der Spiegelanordnung passierender Lichtstrahlen.
Alternativ oder zusätzlich hierzu ist das Hüllrohr vorzugsweise zumindest auf einen mittleren Längenabschnitt verjüngt. Auch diese Maßnahme dient einer Verringerung des Spaltes zwischen dem Absorberrohr und dem Hüllrohr, sodass die Spiegelanordnung in einem geringen Abstand zu dem Absorberrohr angeordnet werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die in den nachfolgenden beschriebenen Figuren dargestellt sind. Es zeigen:
Figur 1 eine Schemadarstellung der der Erfindung zugrundeliegenden Ausgangssituation;
Figur 2 eine dreidimensionale Darstellung des Traggestells des erfindungsgemäßen Receiversystems mit erster und zweiter Aufhängung;
Figur 3 eine stirnseitige Ansicht auf ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Receiversystems;
Figur 4 eine isolierte Darstellung des Traggestells des erfindungsgemäßen
Receiversystems in der stirnseitigen Ansicht;
Figur 5 eine Seitenansicht auf das Detail des Traggestells zur Illustration der zweiten Aufhängung zum Halten der Spiegelanordnung;
Figur 6 eine Seitenansicht auf ein Segment des Receiversystems zur Illustration der Spiegelanordnung; Figur 7 eine Seitenansicht auf das Detail des ecieverrohres nebst erster Aufhängung des Receiversystems;
Figur 8 eine perspektivische Darstellung des Details der ersten Aufhängung;
Figur 9 ein schematischer Querschnitt durch das Receiversystem in einer ersten Ausführungsform zur Illustration einer geteilten Spiegelanordnung;
Figur 10 ein schematischer Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform des Receiversystems zur Illustration einer alternativen Teilung der Spiegelanordnung;
Figur 11 ein schematischer Querschnitt durch das Receiversystem ähnlich der
Ausführungsform gemäß Figur 9 zur Illustration einer Belüftung der Spiegelelemente;
Figur 12A eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des Recieverrohres mit exzentrischer Anordnung des Hüllrohres;
Figur 12B eine Seitenansicht auf eine zweite Ausführungsform des
Recieverrohres mit verjüngtem Hüllrohr; und
Figur 13 eine stirnseitige Ansicht auf eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Receiversystems.
In Figur 1 ist die Ausgangssituation zur Erläuterung des der Erfindung zugrundeliegenden Problems anhand einer schematischen Darstellung einer Fresnel- Solaranlage 100 skizziert. Diese weist ein Feld parallel ausgerichteter Primärkonzentratorspiegel 102 auf, welche in Bodennähe montiert und auf ein Receiversystem 104 dergestalt ausgerichtet sind, dass die auf die Primärkonzentratorspiegel 102 auftreffenden Sonnenstrahlen von diesen im wesentlichen aufwärts reflektiert und nach Möglichkeit verlustfrei in den Erfassungsbereich des Receiversystems 104 gelangen. Das Receiversystem 104 weist im wesentlichen drei funktionale Komponenten auf, nämlich ein Receiverrohr 106, welches seinerseits aus einem Absorberrohr 108 und einem in Längsrichtung wenigstens abschnittsweise um das Absorberrohr 108 angeordneten Hüllrohr 110 besteht, eine zur Längsrichtung parallele Spiegelanordnung 112 als Sekundärkonzentrator zur Konzentration der von dem Primärkonzentrator reflektierten Lichtstrahlen auf das Absorberrohr 108 und ein Traggestell 114, welches hier stark vereinfacht dargestellt ist und einen Stützpfosten 116 und einen Querträger 118 umfasst.
Die Erfindung beschäftigt sich hiervon ausgehend mit der Frage, wie ein solches Receiverrohr 106 und eine Spiegelanordnung 112 an dem Traggestell 114 befestigt werden können, wobei die Befestigung hinreichende Freiheitsgrade zur Kompensation unterschiedlicher Längenausdehnungen der einzelnen Komponenten bereitstellt. Bislang werden sowohl das Receiverrohr als auch die Spiegelanordnung in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, welches wie ein Dach über der Spiegelanordnung angeordnet ist und diese vor Witterungsein- flüssen schützt. Innerhalb des Gehäuses greifen von oben gemeinsame Halter an dem Receiverrohr und der Spiegelanordnung an und fixieren diese. Auch diese Halter erlauben zwar eine Ausgleichsbewegung in Längsrichtung, jedoch nur eine gemeinsame für das Receiverrohr und die Spiegelanordnung. Um den stark unterschiedlichen Längenausdehnungen gerecht zu werden, werden die Spiegel der Spiegelanordnung nur einseitig fixiert und auf der anderen Seite nur geführt. Jedoch hat das nicht zu zuverlässigen Bewegungen der Komponenten und regelmäßig zu einer optischen Dejustage geführt.
Die Erfindung wird zunächst anhand der Figuren 2 und 3 näher erläutert, wobei in Figur 2 wesentliche Teile des Receiversystems zugunsten der Übersichtlich- keit weggelassen sind, welche unter Bezugnahme auf den Querschnitt in Figur 3 erläutert werden.
Das Receiversystem 204 weist ein Receiverrohr 206 der vorstehend beschrie- benen Art, eine Spiege!anordnung 212 und ebenfalls einen Pfosten 216 und einen Querträger 218 als Teile des Traggestells 214 auf.
Das Traggestell 214 weist ferner ein Rahmenelement 220 auf, welches den Querträger 218 mit einem über dem Receiverrohr 206 und der Spiegelanord- nung 212 verlaufenden Längsträger 222 verbindet. Weiterhin weist das Traggestell 214 eine erste Aufhängung 323 zum Halten des Receiverrohres 206 und eine zweite Aufhängung 324 zum Halten der Spiegelanordnung oder zumindest von Teilen der Spiegelanordnung auf. Die beiden Aufhängung 323 und 324 sind unabhängig voneinander an dem Rahmenelement 220 angeordnet.
Genauer weist die erste Aufhängung 323 erste Ausgleichmittel in Form einer Laufkatze 326 auf, die entlang des Längsträgers 322 in Längsrichtung verfahrbar angeordnet ist. Der Längsträger bildet dadurch eine Schienenführung für die erste Aufhängung, die eine quasi unbegrenzte Längenausdehnung zu kompensieren vermag und damit der großen Ausdehnung des stark erwärmten Absorberrohres Rechnung trägt.
Die zweite Aufhängung 324 weist zweite Ausgleichsmittel in Form von Bändern 328 auf, die an ihrem festen Ende einstückig mit dem Rahmenelement 220 des Traggestells 214 und auf der anderen Seite an ihrem freien Ende mit Teilen der Spiegelanordnung 212 verbunden sind. Die Bänder 328 bilden einen monolithischen und in Längsrichtung, d. h. quer zur Darstellungsebene, flachen Festkörper, der an seinem freien Ende einen Freiheitsgrad im Wesentlichen in Längsrichtung definiert. Auf diese Weise bilden die Bänder 328 ein erstes Gelenk in Form eines Festkörpergelenks, das in Längsrichtung nur eine begrenzte Län- genausdehnung zu kompensieren vermag, die aber für die vergleichsweise geringe Ausdehnung der Spiegelanordnung ausreicht. Im übrigen kann die Auslenkung des Gelenks prinzipiell einfach auf die benötigte Dehnungslänge abgestimmt werden, indem die Länge der Bänder 328 und die Abstände aufei- nander folgender zweiter Aufhängungen in Längsrichtung bzw. die Länge der dazwischen angeordneten Spiegeleiemente geeignet gewählt werden.
Weitere Einzelheiten insbesondere der zweiten Aufhängung 324 werden anhand von Figur 4 näher erläutert. Die zweite Aufhängung 324 weist neben des ein erstes Gelenk bildenden Bandes 328 ein zweites Gelenk 430 auf, welches als Drehgelenk zum Wegschwenken der Spiegelanordnung bzw. von Teilen der Spiegelanordnung quer zur Längsrichtung ausgebildet ist. Die Spiegelanordnung ist in der Betriebsstellung mittels durchgezogener Linien und in der seitlich und nach oben weggeschwenkten Wartungs- oder Revisionsstellung mittels gestrichelter Linien dargestellt. In der Revisionsstellung gibt die Spiegelanordnung das in der Mitte angeordnete Receiverrohr, vgl. Figur 3, für einen allseitigen Eingriff frei, und schützt auf diese Weise insbesondere die empfindlichen Spiegelelemente vor Beschädigungen durch den Eingriff. Die Spiegelanordnung weist in der hier gezeigten Ausführungsform getrennte erste und zweite Spiegelelemente 432 und 434 mit einer dazwischenliegenden, in Längsrichtung verlaufenden Lücke 436 auf. Die Lücke 436 bildet zugleich eine Öffnung in der Spiegelanordnung, durch die hindurch die erste Aufhängung 323 vom Längsträger 222 zum Receiverrohr 206 geführt ist, vgl. Figur 3. Des Weiteren weist die Spiegelanordnung jeweils ein dem ersten und zweiten Spiegelelement 432, 434 zugeordnetes erstes und zweites Profilelement 438, 440 auf, das das zugeordnete Spiegelelement auf dessen dem Receiverrohr abgewandten Seite einhaust und somit vor Witterungseinflüssen und Staub schützt. Die ersten und zweiten Profilelemente 438, 440 sind beide L-förmig ausgestal- tet. Weitere Einzelheiten insbesondere des Traggestells sind in Figur 5 zu erkennen. Diese stellt das Traggestell im Bereich des zuvor beschriebenen Rahmenelements 220 über dem Stützpfosten 216 dar. In der Seitenansicht zeigt sich, dass im Bereich der Stützpfosten zwei Segmente des Traggestells 214 anei- nandergrenzen. An dem Querträger 218 ist deshalb beidseits jeweils ein Rahmenelement 220 angeschraubt, von denen jedes eines der benachbarten Segmente des Traggestells 214 einseitig trägt. Dies ist daran erkennbar, dass an jedem der beiden Rahmen 220 ein separates Element des Längsträgers 222 angeschraubt ist, wobei sich zwischen den beiden Elementen des Längsträgers 222 eine Fuge 542 ausbildet. Diese Fuge dient als Dehnungsfuge, da sich auch die Elemente des Längsträgers bei Erwärmung ausdehnen. Jedoch befindet sich der Längsträger, anders als bei den bekannten Konstruktionen, nicht gemeinsam mit den im Betrieb stark erwärmten optischen Elementen innerhalb eines Gehäuses sondern oberhalb der darunterliegenden Einhausung der Spiegelelemente 430, 434, so dass eine sehr viel geringere Dehnungsreserve ausreicht.
Weiterhin ist erkennbar, dass an dieser Stelle auch zwei aufeinander folgende Segmente L-förmige Profilelemente 438 bzw. 440 aufeinandertreffen, die an jeweils einem der beiden Rahmenelementen 220 mittels zugehöriger Bänder 328 einseitig aufgehängt sind. Sowohl zwischen den ersten bzw. zweiten Profilelementen (in der Darstellung ist davon nur jeweils eines zu erkennen) und den nicht erkennbaren zugeordneten ersten und zweiten Spiegelelementen ist in Längsrichtung eine Fuge 544 ausgebildet, die die Funktion einer als Dehnungsfuge hat.
Ein vollständiges Segment des Traggestells zwischen zwei benachbarten Stützpfosten ist in Figur 6 als 646 dargestellt. Auch hier ist zwischen zwei auf dem- selben Stützpfosten montierten benachbarten Elementen des Längsträgers 222 jeweils eine Fuge 542 sowie zwischen zwei benachbarten Profilelementen 438 bzw. 440 eine Fuge 544 zu erkennen. Weiterhin ist auch zu sehen, dass an dem Profilelement 438 und analog an dem spiegelbildlichen Profilelement 440 mehrere in Längsrichtung beabstandete erste bzw. zweite Spiegelelemente 432, 434 angeordnet sind. Abgebildet sind drei je Profilelement, jedoch kann die Anzahl nach belieben variieren. Die dazwischen jeweils ausgebildeten Fugen 648 innerhalb desselben zugeordneten Profilelements, dienen abermals als Dehnungsfugen und tragen dem Umstand Rechnung, dass auch zwischen den Spiegelelementen 432, 434 einerseits und den zugeordneten Profilelementen andererseits Temperaturdifferenzen und Ausdehnungsunterschiede insbesondere im Betrieb ausbilden können. Die ersten bzw. zweiten Spiegelelemente 432, 434 sind an dem zugeordneten ersten und zweiten Profilelement deshalb bevorzugt jeweils einseitig mittels Ausgleichsmitteln fixiert, während sie an der in Längsrichtung jeweils anderen Seite starr mit dem zugehörigen Profilelement verbunden sind. Die Ausgleichsmittel können beispielsweise Langlöcher umfassen.
Figur 7 zeigt eine schematisch vereinfachte Darstellung von Detailaspekten der ersten Aufhängung in der Seitenansicht. Zu sehen ist das Receiverrohr 206, bestehend aus dem Absorberrohr 208 und dem dieses auf einem Längenabschnitt konzentrisch umgebenden Hüllrohr 210. Das Hüllrohr 210 ist mittels bekannter Ausgleichselemente in Form von Faltenbalgen 754 an beiden Enden mit dem Absorberrohr 208 verbunden. An dieser Stelle wird deutlich, dass auch das Receiverrohr 206 eine Segmentierung aufweist, die durch die Länge des Hüllrohrs 210 vorgegeben ist, während sich das Absorberrohr 208 ohne Unterbrechung (quasi endlos) fortsetzt. Dies muss selbstverständlich so sein, damit das die Wärme transportierende Fluid das Absorberrohr 208 von einem bis zum anderen Ende ungehindert durchströ- men kann. Zwischen zwei benachbarten Hüllrohren 210 ist jeweils eine Lücke gelassen, die einerseits als Dehnungsausgleich für die Hüllrohre dient und in der andererseits ein kurzer Abschnitt des Absorberrohres freiliegt, an dem die erste Aufhängung 323 mit einer Klammer 750 zur Befestigung des Absorberrohres 208 an ihrem freien Ende angreift. Über dem Receiverrohr 206 ist wiederum der Längsträger 222 dargestellt, an dem die erste Aufhängung 323 mit einer Laufkatze 326 als erstes Ausgieichsmittel in Längsrichtung verfahrbar angeordnet ist.
Bei dieser Konstruktion wird bei einer Längenausdehnung des Absorberrohrs 208 das Hüllrohr 210 relativ zu dem Längsträger 222 mit bewegt. Eine differen- tielle Längenänderung des Absorberrohres 208 relativ zu dem Hüllrohr 210 aufgrund unterschiedlicher Erwärmung und unterschiedlicher Materialien wird allein durch die Faltenbalge 754 ermöglicht. Im Vergleich der Figuren 6 und 7 wird außerdem deutlich, dass die Aufhängung und Segmentlänge der Receiverrohre von der Aufhängung der Spiegelanordnung und Segmentlänge der Längsträger, Profilelemente oder Spiegelelemente unabhängig ist. Des Weiteren ist in Figur 7 ein drittes Profilelement 756 für ein drittes Spiegelelement, das hier nicht zu erkennen ist, unmittelbar oberhalb des Receiverrohrs 210 dargestellt, welches auf beiden Seiten an der ersten Aufhängung 323 befestigt ist. Das dritte Profilelement 756 ist einseitig mittels Ausgleichsmitteln, hier in Form eines Langloches 758, und auf der anderen Seite starr mit der jeweils zugeordneten ersten Aufhängung 323 verbunden, was eine unterschiedliche Längenausdehnung des Absorberrohrs 208 einerseits und des Profilelements 756 andererseits erlaubt.
Weitere Einzelheiten insbesondere der ersten Aufhängung 323 sind in Figur 8 gezeigt, in der diese im Schnitt und perspektivisch dargestellt ist. Die erste Aufhängung 323 weist, wie gesagt, an ihrem oberen Ende eine Laufkatze 326 auf, welche mittels zweier Rollenpaare 860, von denen im Halbschnitt nur eines zu sehen ist, in Längsrichtung verfahrbar an dem Längsträger 222 hängen. An ihrem unteren Ende ist die Laufkatze 326 mittels eines Bügels 862 mit den Klammern 750 verbunden, die das Absorberrohr 208 fixieren.
In dieser Darstellung ist das dritte Profilelement 756 gut zu erkennen, welches das dritte Spiegelelement 871 auf dessen dem Receiverrohr 206 abgewandten Seite einhaust. Das dritte Profilelement 756 ist zu diesem Zweck im wesentü- chen U-förmig ausgestaltet, wobei es an den Enden seiner beiden Schenkel seitliche Auskragungen 866 aufweist, die mit den L-förmigen ersten und zweiten Profilelementen 438 und 440 eine Überdeckung bilden. Die darunterliegende Spiegelanordnung bestehend aus den ersten, zweiten und dritten Spiegelelementen 432, 434, 871 ist hierdurch hinreichend vor Umwelteinflüssen und Staub geschützt.
Figur 9 stellt in schematisch stark vereinfachter Form die optischen Komponenten des erfindungsgemäßen Receiversystems gemäß einer ersten Ausführungsform dar. Zu sehen ist darin das Receiverrohr 906 mit einem Absorberrohr 908 und einem Hüilrohr 910, welches das Absorberrohr 908 konzentrisch umgibt. Zu den optischen Komponenten zählen ferner die Spiegelanordnung 912 oberhalb des Receiverrohres 906, welche in Längsrichtung in die beiden ersten und zweiten Spiegelelementen 932 und 934 mit einer dazwischenliegenden Lücke 936 unmittelbar über dem Receiverrohr 906 getrennt ist, die durch einen Spie- gelabschnitt 968 zumindest teilweise optisch geschlossen ist. Zumindest teilweise optisch geschlossen bedeutet in diesem Fall, dass im Querschnitt betrachtet jeweils ein Luftspalt 970 zwischen dem ersten Spiegelelement 932 und dem Spiegelabschnitt 968 sowie zwischen dem zweiten Spiegelelement 934 und dem Spiegelabschnitt 968 verbleibt.
•i n Die Lücke 936 zwischen dem ersten und dem zweiten Spiegelelement 932 und 934 dient als Öffnung, durch die hindurch die erste Aufhängung von dem hier nicht dargestellten Längsträger oberhalb der optischen Komponenten zum Receiverrohr geführt ist. Hierdurch ist es möglich, die erste Aufhängung zum Halten des Receiverrohres 906 und des Spiegelabschnittes 968 unabhängig von der zweiten Aufhängung zum Halten von Teilen der Spiegelanordnung, nämlich dem ersten und dem zweiten Spiegelelement 932, 943 auszubilden, so dass diese unterschiedliche Ausdehnungen des Absorberrohres 908 einerseits und der ersten und zweiten Spiegelelemente 932, 934 andererseits erlauben.
Der Spiegelabschnitt 968 ist in dieser Ausführungsform als drittes Spiegelelement 971 ausgebildet, welches ohne direkten Kontakt mit dem Hüllrohr 912 und oberhalb desselben positioniert ist. Figur 10 zeigt eine zweite Ausgestaltungsvariante der optischen Komponenten des erfindungsgemäßen Receiversystems. Dieses weist ein Receiverrohr 1006 bestehend aus einem Absorberrohr 1008 und einem Hüllrohr 010 sowie eine Spiegelanordnung 1012 bestehend aus einem ersten Spiegelelement 1032, einem zweiten Spiegelelement 1034 und einem Spiegelabschnitt 1068 auf, der die Lücke 1036 zwischen dem ersten und dem zweiten Spiegelabschnitt zumindest teilweise optisch schließt. Ein wesentlicher Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9 besteht darin, dass der Spiegelabschnitt 1068 als verspiegelte Oberfläche 1074 des Hüllrohres 1010 ausgebildet ist. Diese Ausgestaltungsvariante hat den Vorteil eines einfacheren Aufbaus, da das dritte Spiegelelement nebst dessen Befestigung entfallen kann, da der Spiegelabschnitt einen integralen Bestandteil des Receiverrohres bildet und somit auch automatisch immer mit dem Receiverrohr mitgeführt wird. Weiterhin sind auch in dieser Ausführungsform Luftspalte 1070 zwischen dem ersten Spiegelelement 1032 und dem Spiegelabschnitt 1068 sowie zwischen dem zweiten Spiegelelement 1034 und dem Spiegelabschnitt 1068 zu erkennen. Schließlich ist in Figur 10 jeweils ein erstes Profilelement 038, das dem ersten Spiegelelement 1032 zugeordnet ist, und ein zweites Profilelement 1040, das dem zweiten Spiegelelement 1034 zugeordnet ist, dargestellt. Die beiden Profilelemente 1038 und 1040 sind L-förmig ausgestaltet und hausen die ersten und zweiten Spiegelelemente auf deren dem Receiverrohr 1006 abgewandten Seite ein.
Eine dritte Ausführungsform der optischen Komponenten des erfindungsgemäßen Receiversystems ist in Figur 11 schematisch dargestellt. Diese entspricht hinsichtlich der Spiegelanordnung 1112 im Wesentlichen der Ausführungsform aus Figur 9. Die Spiegelanordnung setzt sich wie dort aus einem ersten, einem zweiten und einem dritten Spiegelelement 1132, 1134 und 1171 zusammen.
Ein Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel in Figur 9 besteht in einer abgewandelten Form des Receiverrohres 1106, bei welchem das Absorberrohr 1108 exzentrisch in dem Hüllrohr 1 10 angeordnet ist. Genauer gesagt ist das Absorberrohr 1108 nach oben verschoben, so dass der Spalt zwischen der Mantelfläche des Absorberrohres 1108 und der Mantelfläche des Hüllrohres 1 10 auf der oberen, dem dritten Spiegelelement 1171 zugewandten Seite verringert ist. Hierdurch werden Strahlungsverluste minimiert, siehe auch Figur 12A.
Weiterhin sind in Figur 11 ein erstes, dem ersten Spiegelelement 1132 zugeordnetes Profilelement 1138, ein zweites, dem zweiten Spiegelelement 1134 zugeordnetes Profilelement 1140 und ein drittes, dem dritten Spiegelelement 1171 zugeordnetes Profilelement 1156 abgebildet. Die beiden ersten und zweiten Profileiemente 1138, 140 sind L-förmig ausgebildet und hausen die jeweils zugeordneten ersten und zweiten Spiegelelemente ein. Das dritte Profilelement 1156 ist U-förmig ausgebildet und haust das dritte Spiegelelement 1171 auf dessen dem Receiverrohr 1106 Seite ein. Gleichzeitig überdecken sich die drei Profilelemente dergestalt, dass die Spiegelelemente und das Receiverrohr von der Oberseite gegen Umwelteinflüsse, wie beispielsweise Niederschlag, Sonneneinstrahlung, Wind oder Staub geschützt sind. Ein weiterer Schutz kann durch geeignete Aufbördelungen der Ränder sowie die hier nicht dargestellte seitliche Auskragung (vergleiche Figuren 3 und 8) in an sich bekannter Weise erzielt werden.
Ferner ist in Figur 11 illustriert, dass die gesamte Spiegelanordnung eine Vielzahl von Luftspalten aufweist. Dies sind zum einen die bereits vorstehend diskutierten Luftspalte 1170 zwischen dem ersten bzw. dem zweiten Spiegelelement 1132, 1134 einerseits und dem in Form des dritten Spiegelelements 1171 gebildeten Spiegelabschnittes. Ein weiterer Luftspalt ist zwischen dem ersten Profilelement 1138 und dem dritten Profilelement 1156 sowie symmetrisch hierzu zwischen dem zweiten Profilelement 1140 und dem dritten Profilelement 1156 ausgebildet.
Es ist auch zu erkennen, dass die Spiegelanordnung im Querschnitt ein spiegelsymmetrisches Kurvenprofil mit zwei oben liegenden Scheitelpunkten aufweist, wobei sich die Luftspalte 1170 jeweils im Bereich dieser Scheitelpunkte befinden.„Im Bereich der Scheitelpunkte" schließt auch einen Bereich unterhalb des Scheitelpunktes bzw. hier der Scheitelpunkte des Kurvenprofils von bis zu 10% der Gesamthöhe des Kurvenprofils ein.. Jedenfalls tragen die im Bereich der Scheitelpunkte angeordneten Luftspalte 1170 dazu bei, dass aufsteigende Warmluft sich nicht in der Spiegelanordnung staut, sondern durch die Luftspalte nach oben abziehen kann, so dass die Temperaturschwankungen, denen die einzelnen Spiegelelemente ausgesetzt sind, reduziert werden können. Damit die aufsteigende Warmluft das aus den drei Profilelementen 1138, 1140 und 1156 gebildete Gehäuse vollständig verlassen kann, sind beidseits jeweils die Spalte 174 zwischen den Profilelementen vorgesehen. Eine Abluftströmung ist mittels Pfeilen gekennzeichnet.
Weitere Spalte befinden sich jeweils zwischen den ersten und zweiten Spiegelelementen 1132 bzw. 1134 und den jeweils zugeordneten Profilelementen 1138 bzw. 1140. Hier befinden sich sowohl am unteren Ende die Spalte 1 76 sowie am oberen Ende die Spalte 1178, die eine Luftzirkulation auch auf der Außenseite der Spiegelelemente 1132 und 1134 erlauben, so dass eine optimale Kühlung dieser Spiegelelemente sichergestellt ist.
Die Figuren 12A und 12B zeigen zwei verschiedene Ausführungsformen abge- wandelter Receiverrohre 1206 bzw. 1206'. Diese weisen jeweils ein baugleiches Absorberrohr 1208, aber unterschiedliche Hüllrohre 1210 bzw. 1210' auf. Das Hüllrohr 1212 ist in einem mittleren Abschnitt des Receiverrohres gekröpft, so dass in diesem Abschnitt das Absorberrohr 1208 exzentrisch in dem Hüllrohr 1212 verläuft. Im Unterschied hierzu ist das Hüllrohr 1210' gemäß Figur 12B in diesem Abschnitt nur verjüngt, wobei das Absorberrohr 1208 und das Hüllrohr 1210' also eine konzentrische Anordnung bilden. Beide Varianten haben zur Folge, dass sich der Spalt 1280 bzw. 1280' zwischen dem Absorberrohr und dem Hüllrohr in Längsrichtung mittleren Abschnitts des Receiverrohres auf dessen Oberseite verjüngt, so dass an dieser Stelle ein geringerer Strahlungs- vertust auftritt, wie anhand von Figur 11 bereits erläutert wurde. Beide Maßnahmen, ein gekröpftes und ein verjüngtes Hüllrohr können grundsätzlich auch kombiniert werden.
Im Übrigen ist den Figuren die Verbindung zwischen dem Absorberrohr 1208 und dem Hüllrohr 1210 bzw. 1210' zu erkennen, die in beiden Fällen identisch ausgestaltet. Sie sorgt für eine Abdichtung des von dem Hüllrohr 1210 bzw. 1210' eingeschlossenen Volumens, welches in der Regel evakuiert ist. Neben der Abdichtung hat die Verbindung 1282 gleichzeitig die Funktion eines Dehnungsausgleiches. Sie weist deshalb in an sich bekannter Weise einen Falten- balg auf.
Erläuternd sei noch angemerkt, dass die Figuren 12A und 12B jeweils einen endseitigen Abschnitt des Receiverrohres zeigen, welches sich nach links fortsetzt und auf der gegenüberliegenden Seite einen spiegelverkehrten Abschluss aufweist.
Figur 13 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Receiversystems 1304 mit einem Receiverrohr 1306 der vorstehend beschriebenen Art. Wesentliche Unterschiede zu der vorstehend diskutierten Ausfüh- rungsform, auf die allein im Folgenden eingegangen wird, sind in der Ausgestaltung der Spiegelanordnung 1312, des Traggestells 1314 und den ersten und zweiten Aufhängungen zu finden.
Das Traggestell 1314 weist einen Querträger 1318 und ein daran befestigtes Rahmenelement 1320 auf. Weiterhin weist das Traggestell 1314 eine erste Aufhängung 1323 zum Halten des Receiverrohres 1306 und eine zweite Aufhängung 1324 zum Halten der Spiegelanordnung 1312, genauer eines ersten und eines zweiten Spiegelelementes 1332, 1334 und der zugeordneten ersten und zweiten Profilelemente 1338 ,1340, auf. Die beiden Aufhängung 323 und 1324 sind unabhängig voneinander mit dem Rahmenelement 1320 verbunden. Teil des Traggestells 1314 sind außerdem zwei parallel zum Receiverrohr 1306 und der Spiegelanordnung 1312, diesmal aber horizontal daneben verlaufende Längsträger 322. Die erste Aufhängung 1323 weist erste Ausgleichmittel in Form eines Wagens mit vorzugsweise zwei Rollenpaaren auf, der durch das von den beiden Längsträgern 1322 gebildete Schienenpaar in Längsrichtung verfahrbar geführt ist. Die zweite Aufhängung 1324 weist zweite Ausgleichsmittel in Form von Bändern 1328 auf, die abermals Festkörpergelenke zwischen dem Rahmenelement 1320 und den Spiegelelementen 1332, 1334 bilden, im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Beispielen aber horizontal verlaufen. Die in Längsrichtung getrennten ersten und zweiten Spiegeleiemente 1332 und 1334 bilden eine dazwischen liegenden Lücke 1336. Die Lücke 1336 bildet eine Öffnung, durch die hindurch die erste Aufhängung 1323 von den Längsträgern 1322 zum Receiverrohr 1306 in Form von gegenüberliegenden Achsen 1384 geführt ist.
Die Längsträger 1322 sind ihrerseits an dem Rahmenelement 1320 mittels jeweils eines Bandes 1386 derart aufgehängt, dass die Bänder 1386 ein Fest- körpergelenk bilden, das eine Ausgleichsbewegung der Längsträger in Längsrichtung ermöglicht. Die erste Aufhängung 1324 weist ferner ein zweites Gelenk 1330 auf, welches als Drehgelenk zum Wegschwenken der Spiegelanordnung, genauer eines dritten Spiegelelements 1371 samt des dieses einhausenden U-förmigen dritten Profilelements 1356 quer zur Längsrichtung, ausgebildet ist. Das dritte Profilelement 1356 und das dritte Spiegelelement 1371 sind an Teilen des Wagens angeschlagen und werden daher mit der Bewegung des Receiverrohres 1306 mitgeführt. Sie sind in der Betriebsstellung mittels durchgezogener Linien und in der seitlich und nach oben weggeschwenkten Wartungs- oder Revisionsstellung mittels gestrichelter Linien dargestellt. In der Revisionsstellung gibt die Spiegelanordnung das in der Mitte angeordnete Receiverrohr für einen Eingriff von oben frei. Bezugszeichenliste
100 Fresnel-Solaranlage
102 Primärkonzentratorspiegel
104 Receiversystem
106 Receiverrohr
108 Absorberrohr
110 Hüllrohr
112 Spiegelanordnung
114 Traggestell
116 Stützpfosten
118 Querträger
204 Receiversystem
206 Receiverrohr
208 Absorberrohr
210 Hüllrohr
212 Spiegelanordnung
214 Traggestell
216 Stützpfosten
218 Querträger
220 Rahmenelement
222 Längsträger 323 erste Aufhängung
324 zweite Aufhängung
326 Laufkatze
328 Band 430 zweites Gelenk, Drehgelenk 432 erstes Spiegelelement
434 zweites Spiegelelement
436 Lücke, Öffnung
438 erstes Profilelement
440 zweites Profilelement
542 Fuge zwischen benachbarten Elementen des Längsträgers
544 Fuge zwischen benachbarten Profilelementen 646 Segment des Traggestells
648 Fuge zwischen benachbarten Spiegelelementen
750 Klammer
752 Segment der ersten Aufhängung
754 Faltenbalg
756 drittes Profilelement, U-Profil
758 Ausgleichsmittel
860 Rollenpaar
862 Bügel
866 seitliche Auskragung
871 drittes Spiegelelement
906 Receiverrohr
908 Absorberrohr
910 Hüllrohr
912 Spiegelanordnung
932 erstes Spiegelelement
934 zweites Spiegelelement
936 Lücke, Öffnung 968 Spiegelabschnitt
970 Luftspalt
971 drittes Spiegelelement 1006 Receiverrohr
1008 Absorberrohr
1010 Hüllrohr
1012 Spiegelanordnung
1032 erstes Spiegelelement 1034 zweites Spiegelelement
1036 Lücke, Öffnung
1038 erstes Profilelement
1040 zweites Profilelement
1068 Spiegelabschnitt 1070 Luftspalt
1072 verspiegelte Oberfläche
1106 Receiverrohr
1108 Absorberrohr
1110 Hüllrohr
11 2 Spiegelanordnung
1132 erstes Spiegelelement
1134 zweites Spiegelelement
1138 erstes Profilelement 1140 zweites Profiielement
1156 drittes Profilelement
1170 Luftspalt
1171 drittes Spiegelelement 1174 Luftspalt
1176 Luftspalt 1178 Luftspalt
1180 Spalt zwischen Absorber- und Hüllrohr
1206 Receiverrohr
1206' Receiverrohr
1208 Absorberrohr
1208' Absorberrohr
1210 Hüllrohr
1210' Hüllrohr
1280 Spalt zwischen Absorber- und Hüllrohr
1280' Spalt zwischen Absorber- und Hüllrohr
1282 Verbindung 1304 Receiversystem
1306 Receiverrohr
1312 Spiegelanordnung
1314 Traggestell
1318 Querträger
1320 Rahmenelement
1322 Längsträger
1323 erste Aufhängung
1324 zweite Aufhängung
1328 Band, Festkörpergelenk
1330 zweites Gelenk
1332 erstes Spiegeielement
1334 zweites Spiegelelement
1336 Lücke, Öffnung
1338 erstes Profilelement
1340 zweites Profilelement 1356 drittes Profilelement
1371 drittes Spiegeielement
1384 Achse
1386 Band, Festkörpergelenk

Claims

Patentansprüche
1. Receiversystem (104, 204, 1304) für eine Fresnel-Solaranlage (100) mit einem eine Längsrichtung definierenden Absorberrohr (108, 208, 908, 1008, 1 108), einer zur Längsrichtung parallelen Spiegelanordnung (1 2, 212, 912, 1012, 1 1 12, 1312) zur Konzentration von Lichtstrahlen auf das Absorberrohr (108, 208, 908, 1008, 1 108) und einem Traggestell (1 14, 214, 1314) für das Absorberrohr (108, 208, 908, 1008, 1108) und die Spiegelanordnung (112, 212, 912, 1012, 1 112),
dadurch gekennzeichnet, dass an dem Traggestell (1 14, 214, 1314) unabhängig voneinander eine erste Aufhängung (323, 1323) zum Halten des Absorberrohr (108, 208, 908, 1008, 1 108) und eine zweite Aufhängung (324, 1324) zum Halten der Spiegelanordnung (112, 212, 912, 1012, 1 1 12, 1312) oder zumindest von Teilen der Spiegelanordnung montiert sind, wobei die erste Aufhängung (323, 1323) erste Ausgleichsmittel und die zweite Aufhängung (324, 1324) zweite Ausgleichsmittel aufweisen und die ersten und zweiten Ausgleichsmittel (758) unterschiedliche Ausdehnungen des Absorberrohr (108, 208, 908, 1008, 1 08) und der Spiegelanordnung (112, 212, 912, 1012, 1 1 12, 1312) oder zumindest von Teilen der Spiegelanordnung in Längsrichtung erlauben.
2. Receiversystem (104, 204, 1304) nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch ein Receiverrohr (106, 206, 906, 1006, 1 1 06, 1306), bestehend aus dem Absorberrohr (108, 208, 908, 1008, 1108) und einem wenigstens abschnittsweise um das Absorberrohr (108, 208, 908, 1008, 1 108) angeordneten Hüllrohr (1 10, 210, 910, 1010, 1 10).
3. Receiversystem (104, 204, 1304) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Traggestell (1 4, 214, 1314) einen parallel zum Absorberrohr (108, 208, 908, 1008, 1 108) und zur Spiegel- anordnung (112, 212, 912, 1012, 1112) verlaufenden Längsträger (222, 1322), aufweist, an dem die erste Aufhängung (323, 1323) montiert ist.
4. Receiversystem (104, 204, 304) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aufhängung (323, 1323) vom Längsträger (222, 1322) durch eine Öffnung in der Spiegelanordnung (112, 212, 912, 1012, 1112,1312) zum Absorberrohr (108, 208, 908, 1008, 1108) geführt ist.
5. Receiversystem (104, 204, 1304) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelanordnung (112, 212, 912, 1012, 1 12, 1312) in Längsrichtung getrennte, erste und zweite Spiegelelemente (432, 434, 932, 934, 1032, 1034, 1132, 1134, 1332, 1334) mit einer dazwischen liegenden Lücke (436, 936, 1036, 1336) aufweist.
6. Receiversystem (104, 204, 1304) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelanordnung (112, 212, 912, 1012, 1 2, 1312) jeweils ein dem ersten und zweiten Spiegelelement (432, 434, 932, 934, 1032, 1034, 1132, 1134, 1332, 1334) zugeordnetes erstes und zweites Profilelement (438, 440, 1038, 1040, 138, 1140) aufweist, das das zugeordnete Spiegelelement auf dessen dem Absorberrohr (108, 208, 908, 1008, 108) abgewandten Seite einhaust.
7. Receiversystem (104, 204, 304) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Profilelemente (438, 440, 1038, 1040, 1 38, 1140) L-förmig ausgestaltet sind.
8. Receiversystem (104, 204, 1304) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Profilelemente (438, 440, 1038, 1040, 1138, 1 40) an der zweiten Aufhängung (324, 1324) befestigt sind.
9. Receiversystem (104, 204, 1304) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Spiegelelemente (432, 434, 932, 934, 1032, 1034, 1132, 1134, 1332, 1334) jeweils an dem zugeordneten ersten und zweiten Profilelement (438, 440, 1038, 1040, 1138, 1140) wenigstens einseitig mittels Ausgleichsmitteln fixiert sind, die unterschiedliche Ausdehnungen der Spiegelelemente und der zugeordneten Profilelemente in Längsrichtung erlauben.
10. Receiversystem (104, 204, 1304) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelanordnung (112, 212, 912, 1012, 11 2, 1312) einen Spiegelabschnitt (968, 1068) aufweist, der die Lücke (436, 936, 1036, 1336) zumindest teilweise optisch schließt.
11. Receiversystem (104, 204, 1304) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegelabschnitt (968, 1068) als drittes Spiegelelement (971 , 1171 , 371 ) ausgebildet ist.
12. Receiversystem (104, 204, 1304) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelanordnung (112, 212, 912, 1012, 1112, 1312) ein dem dritten Spiegelelement (971 , 1171 , 1371 ) zugeordnetes drittes Profilelement (756, 1156, 1356) aufweist, das das dritte Spiegelelement auf dessen dem Absorberrohr (108, 208, 908, 1008, 1108) abgewandten Seite einhaust.
13. Receiversystem (104, 204, 1304) nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Profilelement (756, 1156, 1356) U-förmig ausgestaltet ist.
14. Receiversystem (104, 204, 304) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Profilelement (756, 1156, 1356) an der ersten Aufhängung (323, 1323) befestigt ist.
15. Receiversystem (104, 204, 1304) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Spiegelelement (971 , 1171 , 1371 ) an dem zugeordneten dritten Profilelement (756, 1 56, 1356) wenigstens einseitg mittels Ausgleichsmitteln fixiert ist, die unterschiedliche Ausdehnungen des dritten Spiegelelementes und des zugeordneten Profilelementes in Längsrichtung erlauben.
16. Receiversystem (104, 204, 1304) nach Anspruch 0,
dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegelabschnitt (968, 1068) als verspiegelte Oberfläche (1072) des Hüllrohres (110, 210, 910, 1010, 1110) ausgebildet ist.
17. Receiversystem (104, 204, 1304) nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Luftspalt (970, 1070, 1170) zwischen dem ersten Spiegelelement (932, 1032, 1132, 1332) und dem Spiegelabschnitt (968, 1068) und zwischen dem zweiten Spiegelelement (934, 1034, 1134, 1334) und dem Spiegelabschnitt (968, 1068) verbleibt.
18. Receiversystem (104, 204, 1304) nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelanordnung (112, 212, 912, 1012, 1112, 1312) ein spiegelsymmetrisches Kurvenprofil mit wenigstens einem obenliegenden Scheitelpunkt aufweist und die Luftspalte (970, 1070, 1170) im Bereich des Scheitelpunktes angeordnet sind.
Receiversystem (104, 204, 1304) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Aufhängung (324, 1324) als zweite Ausgleichsmittel ein erstes Gelenk aufweist, welches das Traggestell (114, 214, 1314) auf der einen Seite mit. der Spiegelanordnung (112, 212, 912, 1012, 1112, 1312) oder zumindest mit Teilen der Spiegelanordnung auf der anderen Seite verbindet und einen Freiheitsgrad in Längsrichtung definiert.
Receiversystem ( 04, 204, 1304) nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gelenk ein Festkörpergelenk ist.
Receiversystem (104, 204, 1304) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aufhängung (323) als erste Ausgleichsmittel eine Wälz- oder Gleitlageranordnung, insbesondere eine Laufkatze (326), aufweist, die entlang des Längsträgers (222) verfahrbar angeordnet ist.
Receiversystem (104, 204, 1304) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Aufhängung (324, 1324) ein zweites Gelenk (430, 1330) aufweist, welches das Traggestell (114, 214, 1314) auf der einen Seite mit der Spiegelanordnung (112, 212, 912, 1012, 1112, 1312) oder zumindest mit Teilen der Spiegelanordnung auf der anderen Seite verbindet und einen Freiheitsgrad quer zur Längsrichtung definiert.
23. Receiversystem (104, 204, 304) nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gelenk (430, 1330) ein Drehgelenk zum Wegschwenken der Spiegelanordnung (112, 212, 912, 1012, 1112, 1312) oder zumindest von Teilen der Spiegelanordnung ist.
24. Receiversystem (104, 204, 1304) nach einem der Ansprüche 2 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllrohr (110, 210, 910, 1010, 11 10) zumindest auf einem mittleren Längenabschnitt exzentrisch um das Absorberrohr (108, 208, 908, 1008, 1108) angeordnet ist.
25. Receiversystem (104, 204, 1304) nach einem der Ansprüche 2 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllrohr (110, 210, 910, 1010, 11 10) zumindest auf einem mittleren Längenabschnitt verjüngt ist.
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