WO2013164538A1 - Solar collector with a wall made from a reflective material - Google Patents

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WO2013164538A1
WO2013164538A1 PCT/FR2013/050949 FR2013050949W WO2013164538A1 WO 2013164538 A1 WO2013164538 A1 WO 2013164538A1 FR 2013050949 W FR2013050949 W FR 2013050949W WO 2013164538 A1 WO2013164538 A1 WO 2013164538A1
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ceramic material
solar radiation
silica
diameter
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PCT/FR2013/050949
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Audrey Durand
Nathalie ELKHIATI
Paul Sargood
Catherine Jacquiod
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Saint-Gobain Quartz S.A.S
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Abstract

The invention concerns a device for collecting solar radiation comprising a receiver of solar radiation and a wall comprising a surface positioned facing the receiver, the surface being made from a reflective ceramic material comprising particles having a diameter of between 100nm and 100µm or pores having a diameter of between 100nm and 100µm. The reflective ceramic material makes it possible to recover heat not directly received by the receiver or escaping from the receiver, in order to send it back to said receiver.

Description

COLLECTEUR SOLAIRE A PAROI EN MATERIAU REFLECTEUR  SOLAR COLLECTOR WITH WALL IN REFLECTIVE MATERIAL
L'invention concerne le domaine des concentrateurs solaires grâce auxquels l'énergie lumineuse solaire est convertie en chaleur et généralement en électricité. L'invention concerne plus particulièrement l'utilisation d'un matériau en céramique pour renvoyer vers les receveurs du concentrateur solaire les rayonnements solaires directs ou réfléchis ou les infrarouges émis par le receveur lui-même. Dans le cadre de la présente demande, ce matériau peut être appelé « matériau céramique réflecteur ». The invention relates to the field of solar concentrators by which the solar light energy is converted into heat and generally into electricity. The invention relates more particularly to the use of a ceramic material to send back to the solar concentrator receivers direct or reflected solar radiation or infrared emitted by the receiver itself. In the context of the present application, this material may be called "reflective ceramic material".
Les concentrateurs solaires sont basés sur le principe de la collecte des rayons lumineux sur une surface élargie généralement du type miroir pour les renvoyer concentrés vers un collecteur ponctuel ou en ligne. La collecte et le renvoie de la lumière solaire est habituellement réalisé par des miroirs plans ou bombés selon le principe du concentrateur. Ainsi, on connaît les miroirs de Fresnel, ensemble de miroirs plans disposés de façon à approximer par leur juxtaposition une forme parabolique favorable au renvoi vers une ligne ou un point focal. On connaît également les miroirs héliostats réfléchissant la lumière solaire au sommet d'une tour solaire. Dans tous ces systèmes, la lumière rassemblée est collectée par un collecteur de chaleur, également appelé receveur, dont l'intérieur peut être parcouru par un matériau caloporteur, par exemple du type fluide caloporteur. Selon le cas, le fluide caloporteur peut-être de l'eau liquide ou vapeur, un sel fondu, une huile synthétique, ou une poudre en lit fluidisé ou des granulés en lit fluidisé. Dans certains collecteurs de rayonnements solaires, le receveur est disposé dans une enceinte comprenant une ouverture pour le passage du rayonnement solaire concentré incident. Le placement du receveur dans une enceinte (c'est-à-dire dans une cavité) permet de confiner la chaleur reçue et d'en minimiser les pertes. Les receveurs du rayonnement solaire doivent tenir aux hautes températures et sont généralement en céramique comme en carbure de silicium.  Solar concentrators are based on the principle of collecting light rays over an enlarged surface, generally of the mirror type, to return them concentrated to a point collector or in line. The collection and return of sunlight is usually achieved by flat or curved mirrors according to the principle of the concentrator. Thus, Fresnel mirrors are known, a set of plane mirrors arranged so as to approximate by their juxtaposition a parabolic form favorable to the return to a line or a focal point. Solarite heliostats mirrors reflecting solar light at the top of a solar tower are also known. In all these systems, the collected light is collected by a heat collector, also called receiver, whose interior can be traversed by a heat-transfer material, for example of the heat transfer fluid type. Depending on the case, the heat transfer fluid may be liquid water or steam, a molten salt, a synthetic oil, or a fluidized bed powder or granules in a fluidized bed. In some solar radiation collectors, the receiver is disposed in an enclosure comprising an opening for the passage of incident concentrated solar radiation. The placement of the receiver in an enclosure (that is to say in a cavity) allows to confine the heat received and minimize losses. Receivers of solar radiation must hold at high temperatures and are usually ceramic like silicon carbide.
Le WO201 1 135501 enseigne un dispositif pour le stockage et le transport de l'énergie thermique d'un système de production d'énergie, ledit dispositif recevant le rayonnement solaire et étant basée sur l'utilisation d'un lit fluidisé de granulés ou particules jouant le rôle de fluide caloporteur et d'un échangeur de chaleur associé. WO201 1 135501 teaches a device for storing and transporting the thermal energy of a power generation system, said device receiving solar radiation and being based on the use of a fluidized bed of granules or particles acting as heat transfer fluid and an associated heat exchanger.
Le WO201 1/045301 enseigne un dispositif receveur de l'énergie solaire comprenant une cavité fermée par un hublot en quartz. Le hublot sert à garder la chaleur dans la cavité. Un tel hublot en quartz est cher et limité en taille en raison des difficultés de fabrication.  WO201 1/045301 teaches a solar energy receiving device comprising a cavity closed by a quartz porthole. The porthole serves to keep the heat in the cavity. Such porthole quartz is expensive and limited in size because of manufacturing difficulties.
Peu d'attention a jusqu'à présent été portée au matériau dans l'environnement immédiat du receveur. Ainsi, le matériau couramment utilisé autour de tubes receveurs est l'aluminium. L'usage de l'aluminium est limité en température et par ailleurs, il s'agit d'un matériau se déformant sous l'effet de la chaleur. Selon l'invention, un matériau en céramique, notamment en fibres de silice, particulièrement réflecteur et isolant, est placé à proximité du receveur afin de lui renvoyer un maximum de rayonnement. Généralement, le matériau en céramique utilisé conformément à l'invention procure principalement une réflectivité diffuse. Selon le cas, il peut procurer une réflectivité diffuse combinée à une composante spéculaire. C'est notamment le cas par exemple si ce matériau est en silice et si l'on procède à un glaçage (impliquant une fusion superficielle) contrôlé de la silice en surface du matériau.  Until now, little attention has been paid to the material in the immediate environment of the recipient. Thus, the material commonly used around recipient tubes is aluminum. The use of aluminum is limited in temperature and moreover, it is a material that deforms under the effect of heat. According to the invention, a ceramic material, especially silica fiber, particularly reflective and insulating, is placed near the receiver in order to return a maximum of radiation. Generally, the ceramic material used according to the invention mainly provides a diffuse reflectivity. Depending on the case, it can provide a diffuse reflectivity combined with a specular component. This is particularly the case for example if the material is silica and if one carries out a glaze (involving a superficial melting) controlled silica on the surface of the material.
L'invention porte sur un dispositif collecteur de rayonnement solaire comprenant un receveur de rayonnement solaire, ledit collecteur comprenant une paroi comprenant une surface placée en regard du receveur, ladite surface étant en un matériau céramique réflecteur. Il existe en effet des parois au moins derrière le receveur par rapport au rayonnement solaire impactant le receveur, ladite paroi faisant office d'élément de construction contribuant à la fixation du receveur ou d'élément d'isolation thermique. Le receveur peut être un ensemble de plusieurs éléments receveurs juxtaposés ou non. Un receveur peut notamment comprendre un tube de forme quelconque, par exemple à section circulaire ou carrée ou rectangulaire et dont l'intérieur est parcourue par un fluide caloporteur. Ainsi, le receveur peut être un ensemble d'une pluralité de tels tubes. Les tubes peuvent par exemple être disposés sensiblement parallèlement entre eux à l'intérieur d'une cavité d'un dispositif collecteur de rayonnement solaire. Si le receveur équipant le dispositif collecteur comprend des éléments (comme des tubes) imparfaitement juxtaposés en raison de contraintes de construction, une partie du rayonnement solaire incident passe à côté de ces éléments et impacte directement la cloison située derrière eux. Il s'agit là d'une perte non négligeable dont on s'est jusqu'à présent pas préoccupé. Selon l'invention, on se propose de récupérer ce rayonnement solaire incident impactant directement la cloison située derrière le receveur en le renvoyant efficacement vers le receveur au moins partiellement par réflexion. Si les éléments du receveur sont bien juxtaposés (ou si le receveur est en une pièce unique), alors le rayonnement solaire ne peut pas impacter la paroi située derrière les éléments du receveur en passant entre eux. Cependant, comme le receveur est très chaud, il émet de la chaleur, notamment dans le domaine des infrarouges, et la paroi située derrière lui sert alors à lui renvoyer son propre rayonnement par réflexion. Le receveur peut être une plaque. Cette plaque peut être creuse, le fluide caloporteur pouvant circuler à l'intérieur. Selon l'invention le dispositif collecteur de rayonnement solaire peut comprendre un receveur comprenant au moins deux éléments (comme deux tubes) recevant le rayonnement solaire non totalement juxtaposés, le matériau céramique réflecteur étant placé sur le chemin du rayonnement solaire passant entre les deux éléments. The invention relates to a solar radiation collector device comprising a solar radiation receiver, said collector comprising a wall comprising a surface facing the receiver, said surface being made of a reflective ceramic material. There are indeed walls at least behind the receiver with respect to solar radiation impacting the receiver, said wall acting as a building element contributing to the fixing of the receiver or thermal insulation element. The receiver may be a set of several recipient elements juxtaposed or not. A receiver may in particular comprise a tube of any shape, for example of circular or square or rectangular section and whose interior is traversed by a heat transfer fluid. Thus, the receiver may be a set of a plurality of such tubes. The tubes may for example be arranged substantially parallel to each other within a cavity of a solar radiation collector device. If the receiver equipping the collecting device comprises elements (such as tubes) imperfectly juxtaposed due to construction constraints, part of the incident solar radiation passes by these elements and directly impacts the partition behind them. This is a significant loss of which we have so far not been concerned. According to the invention, it is proposed to recover this incident solar radiation directly impacting the partition located behind the receiver by sending it efficiently to the receiver at least partially by reflection. If the elements of the receiver are juxtaposed (or if the receiver is in a single room), then the solar radiation can not impact the wall behind the elements of the receiver by passing between them. However, as the receiver is very hot, it emits heat, especially in the infrared field, and the wall behind it is then used to send back its own radiation by reflection. The recipient may be a plate. This plate can be hollow, the heat transfer fluid can circulate inside. According to the invention the solar radiation collector device may comprise a receiver comprising at least two elements (such as two tubes) receiving solar radiation not completely juxtaposed, the reflective ceramic material being placed in the path of solar radiation passing between the two elements.
Le receveur peut être en métal, notamment en acier, ou en céramique, notamment en carbure de silicium. Notamment, il peut s'agir d'une plaque métallique ou de tubes en céramique. Le receveur peut comprendre un tube ou une plaque creuse parcouru par un fluide caloporteur.  The receiver may be metal, especially steel, or ceramic, especially silicon carbide. In particular, it may be a metal plate or ceramic tubes. The receiver may comprise a tube or a hollow plate traversed by a heat transfer fluid.
On s'est aperçu que les receveurs étaient soumis à de très forts gradients thermique du fait que les rayonnements solaires ne les frappent que d'un seul côté. Le placement selon l'invention d'un matériau céramique réflecteur en regard du receveur, notamment derrière et sur les côtés de celui-ci, procure une homogénéité en température du receveur en diminuant les gradients thermiques et les phénomènes qui en dérivent comme les contraintes thermiques et mécaniques pouvant conduire à une casse ou des déformations.  It was found that the receivers were subjected to very high thermal gradients because solar radiation only hit them on one side. The placement according to the invention of a reflective ceramic material opposite the receiver, in particular behind and on the sides thereof, provides homogeneity in the temperature of the receiver by decreasing the thermal gradients and the phenomena derived from them such as thermal stresses. and mechanical that can lead to breakage or deformations.
Selon l'invention, le matériau céramique réflecteur est placé derrière ou à côté du receveur en gênant le moins possible l'impact direct du rayonnement solaire vers le receveur. Le matériau céramique réflecteur ne se trouve donc normalement pas sur le chemin des rayons solaires incidents pouvant impacter directement le receveur. Il s'agit pour le matériau céramique réflecteur de récupérer le maximum de chaleur non reçue directement par le receveur ou s'échappant du receveur pour la renvoyer vers celui-ci. Pour être efficace, si le matériau céramique réflecteur reçoit directement du rayonnement solaire, il doit être le plus réfléchissant possible dans toutes les longueurs d'onde du rayonnement solaire, c'est-à-dire entre 0,25 μιτι et 2,5 μιτι. Notamment, le matériau céramique réfléchit au moins 60% et de préférence au moins 70% et de manière encore préférée au moins 85% et de manière encore préférée au moins 90% du rayonnement incident dans le domaine de longueur d'onde entre 0,5 et 2,5μηη. Cette réflectivité peut être mesurée à l'aitre d'un spectromètre, de façon connue de l'homme du métier. Dans tous les cas, que le matériau céramique réflecteur reçoive le rayonnement solaire ou pas, il devrait renvoyer vers le receveur la propre chaleur du receveur, ce qui demande de bonnes propriétés de réflexion au moins dans le domaine de l'IR, de 2,5 μιτι à 10 μιτι. Dans certains cas, des parois forment une véritable cavité, laquelle est munie d'une ouverture pour laisser passer le rayonnement solaire incident, le receveur étant placé à l'intérieur et au fond de ladite cavité. Dans ce cas, on place avantageusement le matériau céramique réflecteur non seulement derrière le receveur par rapport au rayonnement solaire incident mais aussi sur les côtés du receveur sans bien entendu se trouver sur le chemin du rayonnement solaire incident. En d'autres termes, le matériau céramique réflecteur est avantageusement placé en tout endroit de la surface de l'intérieur de la cavité contenant le receveur. Ainsi, le receveur est à l'intérieur d'une cavité et la surface de la paroi du matériau céramique réflecteur en regard du receveur est la face interne de la cavité. On peut considérer que l'ouverture de la cavité comprend généralement un axe passant en son centre (le barycentre de la surface de l'ouverture) et perpendiculaire à l'ouverture elle-même, ledit axe étant préférentiellement dirigé vers le soleil. Notamment, le matériau céramique est également avantageusement placé au fond de la cavité derrière le receveur et dans l'axe de l'ouverture. L'expression « en regard » utilisée pour dire que le matériau est en regard du receveur signifie qu'il comprend une surface susceptible d'envoyer directement du rayonnement (par réflexion ou émission) vers le receveur sans rencontrer d'obstacle solide. Cette surface de la paroi peut donc avoir des orientations très diverses. Il suffit qu'il soit possible de trouver un point de la surface de la paroi et un point de la surface du receveur entre lesquels il n'y a aucun obstacle solide. Généralement, le matériau céramique réflecteur est à une distance comprise entre 1 cm et quelques mètres du receveur, par exemple 5 m du receveur. Ceci signifie que les points les plus proches du receveur et du matériau céramique réflecteur sont généralement distants l'un de l'autre de 1 cm à 5 m sans présence d'autre solide entre eux. According to the invention, the reflective ceramic material is placed behind or next to the receiver while minimizing the direct impact of solar radiation on the receiver. The reflective ceramic material is therefore normally not in the path of incident solar rays that can directly impact the receiver. This is for the reflective ceramic material to recover the maximum heat not received directly by the recipient or escaping from the receiver to return it to it. To be effective, if the Reflector ceramic material receives directly solar radiation, it must be as reflective as possible in all wavelengths of solar radiation, that is to say between 0.25 μιτι and 2.5 μιτι. In particular, the ceramic material reflects at least 60% and preferably at least 70% and more preferably at least 85% and even more preferably at least 90% of the incident radiation in the wavelength range between 0.5 and 2.5μηη. This reflectivity can be measured on the basis of a spectrometer, in a manner known to those skilled in the art. In any case, whether the reflective ceramic material receives solar radiation or not, it should send back to the receiver the receiver's own heat, which requires good reflection properties at least in the field of IR, of 2, 5 μιτι to 10 μιτι. In some cases, walls form a true cavity, which is provided with an opening for passing the incident solar radiation, the receiver being placed inside and at the bottom of said cavity. In this case, the reflective ceramic material is advantageously placed not only behind the receiver with respect to the incident solar radiation but also on the sides of the receiver without, of course, being in the path of the incident solar radiation. In other words, the reflective ceramic material is advantageously placed anywhere on the surface of the interior of the cavity containing the recipient. Thus, the receiver is inside a cavity and the surface of the wall of the reflective ceramic material opposite the receiver is the inner face of the cavity. It can be considered that the opening of the cavity generally comprises an axis passing in its center (the center of gravity of the surface of the opening) and perpendicular to the opening itself, said axis being preferably directed towards the sun. In particular, the ceramic material is also advantageously placed at the bottom of the cavity behind the receiver and in the axis of the opening. The expression "opposite" used to say that the material is opposite the receiver means that it comprises a surface capable of sending radiation directly (by reflection or emission) to the receiver without encountering a solid obstacle. This surface of the wall can therefore have very different orientations. It is enough that it is possible to find a point of the surface of the wall and a point of the surface of the receiver between which there is no solid obstacle. Generally, the reflective ceramic material is at a distance of between 1 cm and a few meters from the receiver, for example 5 m from the receiver. This means that the points closest to the receiver and the reflective ceramic material are generally spaced from each other from 1 cm to 5 m without the presence of other solid between them.
Dans la présente demande, on appelle rayonnement solaire incident le rayonnement solaire destiné à impacter directement le receveur du dispositif collecteur du rayonnement solaire, étant entendu que ce rayonnement solaire a généralement à ce stade déjà été réfléchi au moins une fois par un miroir.  In the present application, the incident solar radiation is called solar radiation intended to directly impact the receiver of the solar radiation collector device, it being understood that this solar radiation has generally already been reflected at least once by a mirror.
Le matériau céramique réflecteur est un matériau céramique comprenant des particules ou pores de diamètre compris entre 100nm et Ι ΟΌμιτι. Le terme pore désigne toute cavité ou bulle dans le matériau et notamment tout pore ouvert ou fermé. Avantageusement, le matériau céramique comprend à la fois des particules de diamètre compris entre 100nm et Ι ΟΌμιτι et des pores de diamètre compris entre 100nm et Ι ΟΌμιτι. L'existence dans le matériau céramique réflecteur de particules de diamètre compris entre 100nm et Ι ΟΌμιτι est préféré par rapport à l'existence de pores de diamètre compris entre 100nm et Ι ΟΌμιτι.  The reflective ceramic material is a ceramic material comprising particles or pores with a diameter of between 100 nm and 1 μm. The term "pores" denotes any cavity or bubble in the material and especially any open or closed pore. Advantageously, the ceramic material comprises both particles with a diameter of between 100 nm and Ι μm and pores with a diameter of between 100 nm and Ι μm. The existence in the reflective ceramic material of particles having a diameter of between 100 nm and Ι ΟΌμιτι is preferred with respect to the existence of pores with a diameter of between 100 nm and Ι ΟΌμιτι.
Le diamètre d'une particule est le diamètre du plus petit cercle au travers duquel la particule pourrait passer entièrement. Le diamètre d'un pore est le diamètre de la plus grande sphère pouvant être contenue entièrement dans le pore. Les particules ne sont pas indépendantes mais sont liées au matériau soit par l'intermédiaire d'un matériau de composition différente, soit par frittage. Ces particules peuvent être des grains ou des fibres et sont visibles par observation au microscope optique ou électronique à balayage, le cas échéant après attaque acide révélant les joints de grains. Ainsi, les particules peuvent avoir des formes très diverses avec des facteurs de forme pouvant être élevés. Notamment, dans le cas d'une particule sous forme de fibre à section circulaire, le diamètre de la particule correspond au diamètre de la fibre dans sa section circulaire.  The diameter of a particle is the diameter of the smallest circle through which the particle could pass entirely. The diameter of a pore is the diameter of the largest sphere that can be contained entirely in the pore. The particles are not independent but are bonded to the material either through a material of different composition or by sintering. These particles may be grains or fibers and are visible by optical microscope or scanning electron observation, if appropriate after acid etching revealing the grain boundaries. Thus, the particles can have very diverse shapes with high form factors. In particular, in the case of a particle in the form of circular section fiber, the diameter of the particle corresponds to the diameter of the fiber in its circular section.
Avantageusement, au moins 80% de la masse du matériau céramique réflecteur est constituée de particules dont le diamètre est compris entre 100nm et Ι ΟΌμιτι. De préférence, le matériau céramique réflecteur est un matériau céramique dont au moins 50% de la masse est constituée de particules dont un diamètre est compris entre 100nm et 30μηη.  Advantageously, at least 80% of the mass of the reflective ceramic material consists of particles whose diameter is between 100 nm and Ι ΟΌμιτι. Preferably, the reflective ceramic material is a ceramic material of which at least 50% of the mass consists of particles whose diameter is between 100 nm and 30 μm.
Une céramique est un matériau essentiellement inorganique et non métallique. Il s'agit d'un matériau cristallisé ou vitreux, et formé par un procédé thermique (fusion puis refroidissement dans le cas des vitreux, frittage dans le cas des matériaux dispersés (poudre, fibre) ). Elle peut comprendre (ou être totalement constituée de) un oxyde, un carbure, un nitrure. Comme oxyde, on citer un oxyde d'aluminium, de zirconium, de titane, de silicium ou de zinc. La céramique peut comprendre (ou être totalement constituée de) un mélange d'au moins deux de ces oxydes, notamment de la silice et de l'alumine. Il peut donc notamment s'agir de quartz, d'un aluminosilicate, de mullite. A ceramic is an essentially inorganic and non-metallic material. It is a crystallized or vitreous material, and formed by a thermal process (melting then cooling in the case of vitreous, sintering in the case dispersed materials (powder, fiber)). It can comprise (or be completely made up of) an oxide, a carbide, a nitride. As oxide, there is an oxide of aluminum, zirconium, titanium, silicon or zinc. The ceramic may comprise (or consist entirely of) a mixture of at least two of these oxides, especially silica and alumina. It can therefore especially be quartz, an aluminosilicate, mullite.
Par nature, le matériau céramique réflecteur tient très bien aux températures rencontrées dans les collecteurs de rayonnement solaires en fonctionnement, c'est-à-dire généralement jusqu'à 800°C pouvant même atteindre 1000°C. C'est là un avantage significatif de l'utilisation selon l'invention d'un matériau en céramique par rapport aux réflecteurs métalliques qui ne tiennent pas en température au-delà de 500°C. En effet, les matériaux métalliques se déforment, s'oxydent et se ternissent, ce qui entraîne une chute importante des propriétés de réflectivité. Grâce à l'invention, les températures accessibles dans les receveurs sont augmentées.  By nature, the reflective ceramic material holds very well the temperatures encountered in solar collectors operating, that is to say generally up to 800 ° C can even reach 1000 ° C. This is a significant advantage of the use according to the invention of a ceramic material with respect to metal reflectors which do not maintain a temperature above 500 ° C. Indeed, metal materials deform, oxidize and tarnish, resulting in a significant drop in reflectivity properties. Thanks to the invention, the temperatures accessible in the recipients are increased.
De préférence, le matériau céramique réflecteur est poreux de façon à présenter un caractère d'isolant thermique. Notamment, la porosité totale (ouverte + fermée) peut être comprise entre 10 et 90% en volume et de préférence entre 40 et 90% en volume. La porosité peut être déterminée par mesure de la différence entre la densité théorique de la matière dense constituant le matériau et la densité géométrique du matériau. Avantageusement, au moins 80% en volume de la porosité totale présente un diamètre compris entre 100 nm et 100 μιτι.  Preferably, the reflective ceramic material is porous so as to have a thermal insulator character. In particular, the total porosity (open + closed) may be between 10 and 90% by volume and preferably between 40 and 90% by volume. The porosity can be determined by measuring the difference between the theoretical density of the dense material constituting the material and the geometric density of the material. Advantageously, at least 80% by volume of the total porosity has a diameter of between 100 nm and 100 μm.
Avantageusement, le matériau céramique réflecteur est intrinsèquement transparent dans le domaine 400 nm à 2,5 μιτι. Par transparent, on entend que la transmittance interne du matériau est supérieure à 95% par cm et préférentiellement supérieure à 99% par cm dans le domaine de longueur d'onde allant de 400 nm à 2,5 μιτι. Cette transmittance interne peut notamment être mesurée à l'aide d'un spectrophotomètre Perkin Elmer sur des échantillons polis. Il s'agit là d'échantillons complètement denses réalisés spécifiquement pour caractériser une propriété intrinsèque du matériau.  Advantageously, the reflective ceramic material is intrinsically transparent in the range 400 nm to 2.5 μm. Transparency means that the internal transmittance of the material is greater than 95% per cm and preferably greater than 99% per cm in the wavelength range from 400 nm to 2.5 μιτι. This internal transmittance may in particular be measured using a Perkin Elmer spectrophotometer on polished samples. These are completely dense samples made specifically to characterize an intrinsic property of the material.
Avantageusement, le matériau céramique réflecteur comprend de la silice, laquelle est de manière encore préférée sous forme de fibre. La silice pure est un matériau très transparent à la lumière. On s'est cependant aperçu qu'un matériau comprenant plusieurs épaisseurs de particules de silice (fibres ou grains) était un excellent réflecteur de la lumière dans un spectre élargie de la lumière et des IR, c'est-à-dire des IR aux UV, ce qui est à priori paradoxal compte tenu de la transparence élevée de la silice. Il est probable que ce sont les réflexions multiples à l'intérieur des particules par ailleurs en épaisseur suffisante et qui n'absorbent pas la lumière, et grâce également à un indice de réfraction adapté, qui sont à l'origine de ce phénomène. De préférence, les particules sont disposées dans le matériau de façon non totalement compactes, ce qui est à l'origine d'une certaine porosité conférant au matériau de bonnes propriétés d'isolation. De préférence, le matériau céramique réflecteur comprend de la fibre de silice. La silice en particules dans le matériau, notamment sous forme de fibre a donc une double fonction: une excellente réflectivité malgré la transparence de la silice, et de bonnes propriétés d'isolation. Cette combinaison de propriétés en fait un matériau de choix pour le garnissage intérieur de dispositifs collecteurs de rayonnement solaires. Advantageously, the reflective ceramic material comprises silica, which is more preferably in the form of fiber. Pure silica is a material that is very transparent to light. However, it was found that a material comprising several thicknesses of silica particles (fibers or grains) was a excellent reflector of light in a broad spectrum of light and IR, that is to say IR to UV, which is paradoxical a priori given the high transparency of silica. It is probable that it is the multiple reflections inside the particles, moreover, of sufficient thickness and which do not absorb the light, and also thanks to a suitable refractive index, which are at the origin of this phenomenon. Preferably, the particles are arranged in the material in a manner that is not totally compact, which is at the origin of a certain porosity conferring on the material good insulating properties. Preferably, the reflective ceramic material comprises silica fiber. Particles silica in the material, especially in the form of fiber therefore has a dual function: excellent reflectivity despite the transparency of the silica, and good insulation properties. This combination of properties makes it a material of choice for the interior lining of solar radiation collectors.
Le matériau en silice en surface de la paroi selon l'invention contient de préférence plus de 90% et de préférence plus de 99% et de manière encore préférée plus de 99,9% en poids de S1O2. Ainsi, ce matériau peut consister essentiellement en de la silice. Cette pureté en S1O2 est à l'origine de la bonne tenue thermique du matériau et de son excellente réflectivité.  The silica material at the surface of the wall according to the invention preferably contains more than 90% and preferably more than 99% and more preferably more than 99.9% by weight of SiO 2. Thus, this material may consist essentially of silica. This purity in S1O2 is at the origin of the good thermal behavior of the material and its excellent reflectivity.
Le matériau céramique réflecteur en surface de la paroi selon le principe de l'invention comprend de préférence plus de 50% de fibres de silice, de préférence plus de 50% en poids de fibre de silice pure (plus de 99,9% de S1O2). Outre de la fibre de silice, il peut comprendre de la silice non en forme de fibre comme sous forme de grains ou d'autres formes, notamment pouvant former des ponts entre des fibres. Notamment, le matériau céramique réflecteur peut comprendre de la fibre de silice et de la poudre de silice frittées (fibre et poudre étant frittés ensemble). Ainsi, l'invention concerne également un dispositif collecteur de rayonnement solaire comprenant un receveur de rayonnement solaire et une paroi comprenant une surface placée en regard du receveur, ladite surface étant en un matériau céramique comprenant au moins 50% en poids de fibre de silice présentant un diamètre compris entre 5 et 30 μιτι.  The reflective ceramic material at the surface of the wall according to the principle of the invention preferably comprises more than 50% of silica fibers, preferably more than 50% by weight of pure silica fiber (more than 99.9% of SiO 2 ). In addition to the silica fiber, it may comprise non-fiber-like silica such as grains or other forms, in particular capable of forming bridges between fibers. In particular, the reflective ceramic material may comprise sintered silica fiber and silica powder (fiber and powder being sintered together). Thus, the invention also relates to a solar radiation collector device comprising a solar radiation receiver and a wall comprising a surface placed opposite the receiver, said surface being made of a ceramic material comprising at least 50% by weight of silica fiber having a diameter between 5 and 30 μιτι.
Le matériau céramique réflecteur est de préférence présent sur une épaisseur d'au moins 1 mm et de manière encore préférée d'au moins 2 mm et de manière encore préférée d'au moins 4 mm à compter de la surface externe de la paroi en regard du receveur. Dans le cas ou le matériau est fibreux, c'est cette épaisseur qui garantie la multiplicité suffisante de fibres sur le chemin des rayons lumineux et permet de les renvoyer suffisamment. The reflective ceramic material is preferably present at a thickness of at least 1 mm and more preferably at least 2 mm and more preferably at least 4 mm from the outer surface of the wall opposite the receiver. In the case where the material is fibrous, it is this thickness which guarantees the sufficient multiplicity of fibers in the path of the light rays and makes it possible to return them sufficiently.
Le matériau céramique réflecteur peut être obtenu par frittage de fibres (notamment de silice) le cas échéant en mélange avec de la poudre (notamment de silice). Dans le cas de la présence d'une fibre de silice dans le matériau céramique réflecteur, le diamètre de la fibre est de préférence compris entre 5 et 30 μιτι. Dans le cas de la présence d'une fibre de silice dans le matériau céramique réflecteur, sa longueur est comprise de préférence entre 100 et 1500 μηη.  The reflective ceramic material may be obtained by sintering fibers (in particular silica), if appropriate mixed with powder (in particular silica). In the case of the presence of a silica fiber in the reflective ceramic material, the diameter of the fiber is preferably between 5 and 30 μιτι. In the case of the presence of a silica fiber in the reflective ceramic material, its length is preferably between 100 and 1500 μηη.
Pour réaliser un matériau céramique réflecteur en silice et comprenant de la fibre de silice et de la poudre de silice, on peut réaliser une barbotine d'un mélange de poudre de silice et de fibre de silice. La poudre de silice réduit le caractère friable du matériau final. La silice utilisée était de pureté supérieure à 99,9% en poids. La transmittance interne de ce matériau est supérieure à 99% par cm. La barbotine est mise en forme dans un moule, puis, après sédimentation, est démoulée puis frittée entre 1300 et 1400°C. On obtient ainsi un bloc de silice poreuse, riche en fibres de silice. Pour le réaliser, on peut mélanger de la fibre de silice et de la poudre de silice, la poudre de silice pouvant être présente à raison de 0 à 50% en poids du mélange, notamment 10 à 40% en poids du mélange. La masse volumique de ce matériau est de préférence comprise entre 0,2 et 1 ,5 g/cm3 et de préférence entre 0,3 et 0,8 g/cm3. Ce matériau est facilement usinable, par exemple par une scie à ruban diamanté, de sorte que des éléments de construction peuvent être facilement découpés. Ce matériau apparaît mat (non brillant) à l'œil nu et sa réflectivité est essentiellement diffuse. Dans ce matériau, les fibres ont généralement une orientation aléatoire. To produce a ceramic reflective material made of silica and comprising silica fiber and silica powder, a slip of a mixture of silica powder and silica fiber can be produced. The silica powder reduces the friable nature of the final material. The silica used was of purity greater than 99.9% by weight. The internal transmittance of this material is greater than 99% per cm. The slip is shaped in a mold, then, after sedimentation, is demolded and sintered between 1300 and 1400 ° C. A porous silica block, rich in silica fibers, is thus obtained. To achieve this, one can mix silica fiber and silica powder, the silica powder may be present in a proportion of 0 to 50% by weight of the mixture, in particular 10 to 40% by weight of the mixture. The density of this material is preferably between 0.2 and 1.5 g / cm 3 and preferably between 0.3 and 0.8 g / cm 3 . This material is easily machinable, for example by a diamond band saw, so that building elements can be easily cut. This material appears matte (not glossy) to the naked eye and its reflectivity is essentially diffuse. In this material, the fibers generally have a random orientation.
Le matériau céramique réflecteur (notamment en silice) peut également être en un textile de fibres (notamment en silice). Dans ce cas, il ne contient généralement pas de poudre. Le textile peut être préparé par tissage ou tricotage (2 ou 3 dimensions) ou tressage de fils ensimés. La structure textile confère au matériau une facilité de mise en forme. Une fois mis en forme, l'ensimage est éliminé par pyrolyse, par exemple dès la première utilisation dans un concentrateur solaire. Un tel matériau réfléchit la lumière avec une composante diffuse et une composante spéculaire. Le matériau céramique réflecteur (notamment en silice) peut également être en un feutre de fibres longues coupées, généralement à une longueur entre 1 et 10 cm, et aiguilletées. The reflective ceramic material (especially silica) may also be a fiber textile (in particular silica). In this case, it does not usually contain powder. The textile can be prepared by weaving or knitting (2 or 3 dimensions) or braiding of sized threads. The textile structure gives the material an ease of shaping. Once shaped, the size is removed by pyrolysis, for example from the first use in a solar concentrator. Such a material reflects light with a diffuse component and a specular component. The reflective ceramic material (especially silica) may also be in a felt of long cut fibers, generally at a length between 1 and 10 cm, and needled.
De préférence, le matériau céramique réflecteur apparaît blanc à l'œil nu. La figure 1 représente la réflectivité d'une part d'un matériau en silice frittée Preferably, the reflective ceramic material appears white to the naked eye. FIG. 1 represents the reflectivity of a part of a sintered silica material
(99,9% de S1O2) réalisé par frittage d'un mélange de 70% en poids de fibre de silice et de 30% en poids de poudre de silice et d'autre part de celle d'un matériau réfractaire classique du type alumino-silicate comprenant 57% de S1O2 et 43% de AI2O3. Ces deux matériaux présentent des réflectivités élevées, le matériau en silice étant bien supérieur jusque 5 μιτι, les performances des deux matériaux étant sensiblement équivalentes au-delà. La détermination de la réflectivité de ces échantillons a été réalisée à l'aide deux spectromètres pour couvrir l'ensemble du domaine de longueur d'onde de mesure. (99.9% SiO 2) produced by sintering a mixture of 70% by weight of silica fiber and 30% by weight of silica powder and secondly that of a conventional refractory material of the alumino type -Silicate comprising 57% of S1O2 and 43% of Al2O3. These two materials have high reflectivities, the silica material being much higher up to 5 μιτι, the performance of the two materials being substantially equivalent beyond. The reflectivity of these samples was determined using two spectrometers to cover the entire wavelength range of measurement.
Un spectromètre à réseau équipé d'une sphère intégrante a permis les mesures de 250 nm à 2,5 μηη (modèle PERKIN ELMER Lambda 900). Pour les mesures dans l'infrarouge au delà de 2,5μηη un spectromètre à transformée de Fourier a été utilisé (THERMO-NICOLET 6700). Cet appareil est équipé d'une sphère d'intégration qui permet des mesures de réflectivité diffuse jusqu'à 25μηη.  A spectrometer with a built-in sphere enabled measurements from 250 nm to 2.5 μηη (PERKIN ELMER Lambda 900 model). For measurements in the infrared beyond 2.5μηη a Fourier transform spectrometer has been used (THERMO-NICOLET 6700). This device is equipped with an integration sphere that allows diffuse reflectivity measurements up to 25μηη.
La figure 2 représente une photo au microscope électronique à balayage d'un matériau en silice frittée réalisée par frittage d'un mélange de 70% en poids de fibre de silice et de 30% en poids de poudre de silice, ledit matériau ayant donné lieu à l'établissement de la courbe de réflectivité de la figure 1 . Ce produit présente une porosité totale de 70% en volume. Cette porosité est totalement ouverte.  FIG. 2 represents a scanning electron microscope photo of a sintered silica material made by sintering a mixture of 70% by weight of silica fiber and 30% by weight of silica powder, said material having given rise to to the establishment of the reflectivity curve of Figure 1. This product has a total porosity of 70% by volume. This porosity is totally open.
La figure 3 représente un dispositif collecteur de rayonnements solaires 30 sous forme d'une enceinte comprenant une cavité 31 à l'intérieur de laquelle est disposé un receveur sous forme de tubes receveurs 32. A l'intérieur de ces tubes receveurs circule le fluide caloporteur. Le dispositif collecteur comprend une ouverture 33 par laquelle le rayonnement solaire incident provenant de miroirs peut pénétrer. L'enceinte comprend deux matériaux, l'un 36 étant en béton et l'autre 37, disposé sur toute la surface interne de l'enceinte est 100% en silice et a été réalisé par frittage de 70% en poids de fibre de silice (diamètre de fibre : 9 et 14 μιτι), et 30% en poids de poudre de silice, conformément à l'invention. Ce matériau céramique est présent sur une épaisseur de 1 cm à compter de la surface externe de la paroi en regard des receveurs. L'enceinte comprend une paroi arrière 38 située derrière les receveurs par rapport aux rayons solaires incidents, et deux parois latérales 39 et 40. Toutes ces parois sont placées en regard du receveur au sens de l'invention puisqu'elles peuvent envoyer directement des rayonnements vers le receveur, soit des rayonnements solaires réfléchis, soit des rayonnements IR émis. On remarque que certains rayons solaires 34 impactent directement les receveurs 32 alors que les rayons solaires 35 passent entre les receveurs et impactent la paroi 38 située derrière les receveurs. FIG. 3 represents a collector device for solar radiation 30 in the form of an enclosure comprising a cavity 31 inside which a receiver is arranged in the form of recipient tubes 32. Inside these receiver tubes circulates the coolant . The collecting device comprises an opening 33 through which incident solar radiation from mirrors can penetrate. The enclosure comprises two materials, one 36 being concrete and the other 37, disposed over the entire inner surface of the enclosure is 100% silica and was made by sintering 70% by weight of silica fiber (fiber diameter: 9 and 14 μιτι), and 30% by weight of silica powder, according to the invention. This ceramic material is present on a thickness of 1 cm from the external surface of the wall opposite the receivers. The enclosure comprises a rear wall 38 located behind the receivers with respect to incident solar rays, and two side walls 39 and 40. All these walls are placed facing the receiver within the meaning of the invention since they can send radiation directly. to the receiver, either reflected solar radiation or emitted IR radiation. It will be noted that certain solar rays 34 directly impact the receivers 32 while the solar rays 35 pass between the receivers and impact the wall 38 located behind the receivers.
La figure 4 représente un dispositif 51 collecteur de rayonnements solaires FIG. 4 represents a device 51 that collects solar radiation
53 sous forme d'une enceinte comprenant une cavité 41 à l'intérieur de laquelle est disposée une plaque métallique 42 creuse jouant le rôle de receveur. Un fluide caloporteur circule à l'intérieur 52 de la plaque. La plaque constitue un tube receveur. Le dispositif collecteur comprend une ouverture 43 par laquelle le rayonnement solaire incident 53 provenant de miroirs peut pénétrer. L'enceinte comprend deux matériaux, l'un 46 étant en un béton et l'autre 47, disposé sur toute la surface interne de l'enceinte est 100% en silice et a été réalisé par frittage de 70% en poids de fibre de silice (diamètre de fibre : 9 et 14 μιτι), et 30% en poids de poudre de silice, conformément à l'invention. Ce matériau céramique en fibre de silice est présent sur une épaisseur de 1 cm à compter de la surface externe de la paroi en regard du receveur en plaque. L'enceinte comprend une paroi arrière 48 située derrière la plaque par rapport aux rayons solaires incidents, et deux parois latérales 49 et 50. Toutes ces parois sont placées en regard du receveur au sens de l'invention puisqu'elles peuvent envoyer directement des rayonnements vers les receveurs, soit des rayonnements solaires réfléchis, soit des rayonnements IR. La paroi 48 renvoie essentiellement du rayonnement infrarouge vers la plaque receveuse puisque cette dernière fait écran aux rayons solaires vis-à-vis de cette paroi. L'axe de l'ouverture coïncide avec la direction des rayons solaires 53 et passe par la surface de la paroi arrière 48. 53 in the form of an enclosure comprising a cavity 41 inside which is disposed a hollow metal plate 42 acting as a receiver. A heat transfer fluid circulates inside the plate 52. The plate constitutes a recipient tube. The collection device comprises an opening 43 through which incident solar radiation 53 from mirrors can penetrate. The enclosure comprises two materials, one 46 being a concrete and the other 47, disposed over the entire inner surface of the enclosure is 100% silica and was made by sintering 70% by weight of fiber. silica (fiber diameter: 9 and 14 μιτι), and 30% by weight of silica powder, according to the invention. This silica fiber ceramic material is present in a thickness of 1 cm from the outer surface of the wall facing the plate tray. The enclosure comprises a rear wall 48 located behind the plate relative to incident solar rays, and two side walls 49 and 50. All these walls are placed facing the receiver within the meaning of the invention since they can directly send radiation to the receivers, either reflected solar radiation or IR radiation. The wall 48 essentially returns infrared radiation to the receiver plate since the latter shields the solar rays vis-à-vis this wall. The axis of the opening coincides with the direction of the solar rays 53 and passes through the surface of the rear wall 48.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif collecteur de rayonnement solaire comprenant un receveur de rayonnement solaire et une paroi comprenant une surface placée en regard du receveur, caractérisé en ce que la surface est en un matériau céramique comprenant des particules de diamètre compris entre 100nm et Ι ΟΌμιτι ou des pores de diamètre compris entre 100nm et Ι ΟΌμιτι. 1. Solar radiation collecting device comprising a solar radiation receiver and a wall comprising a surface placed opposite the receiver, characterized in that the surface is made of a ceramic material comprising particles with a diameter of between 100 nm and ΙΙμιτι or pores of diameter between 100nm and Ι ΟΌμιτι.
2. Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que au moins 80% de la masse du matériau céramique est constituée de particules dont le diamètre est compris entre 100nm et Ι ΟΟμιτι. 2. Device according to the preceding claim characterized in that at least 80% of the mass of the ceramic material consists of particles whose diameter is between 100nm and Ι ΟΟμιτι.
3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau est isolant thermique et comprend une porosité comprise entre 10 et 90% en volume et de préférence entre 40 et 90% en volume.  3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the material is heat insulating and comprises a porosity of between 10 and 90% by volume and preferably between 40 and 90% by volume.
4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau comprend de la silice.  4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the material comprises silica.
5. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le matériau comprend plus de 90% et de préférence plus de 99% en poids et de manière encore préférée plus de 99,9% en poids de S1O2.  5. Device according to the preceding claim, characterized in that the material comprises more than 90% and preferably more than 99% by weight and more preferably more than 99.9% by weight of S1O2.
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau comprend de la fibre de silice.  6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the material comprises silica fiber.
7. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le matériau comprend au moins 50% en poids de fibre de silice.  7. Device according to the preceding claim, characterized in that the material comprises at least 50% by weight of silica fiber.
8. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le matériau comprend de la fibre de silice et de la poudre de silice frittée. 8. Device according to the preceding claim, characterized in that the material comprises silica fiber and sintered silica powder.
9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la fibre de silice présente un diamètre compris entre 5 et 30 μιτι. 9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the silica fiber has a diameter between 5 and 30 μιτι.
10. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la fibre de silice présente une longueur comprise entre 100 et 1500 μιτι. 10. Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that the silica fiber has a length between 100 and 1500 μιτι.
1 1 . Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins 50% de la masse du matériau céramique est constituée de particules dont le diamètre est compris entre 100nm et 30μηη. 1 1. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least 50% of the mass of the ceramic material consists of particles whose diameter is between 100 nm and 30 μm.
12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau céramique réfléchit au moins 60% et de préférence au moins 70% et de manière encore préférée au moins 85% et de manière encore préférée au moins 90% du rayonnement dans le domaine de longueur d'onde entre 0,5 et 2,5μηη. 12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the ceramic material reflects at least 60% and preferably at least 70% and more preferably at least 85% and so still more preferred is at least 90% of the radiation in the wavelength range between 0.5 and 2.5μηη.
13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau céramique présente une transmittance interne supérieure à 95% par cm et de préférence supérieure à 99% par cm dans le domaine de longueur d'onde allant de 400 nm à 2,5 μιτι.  13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the ceramic material has an internal transmittance greater than 95% per cm and preferably greater than 99% per cm in the wavelength range from 400 nm to 2.5 μιτι.
14. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le receveur est à l'intérieur d'une cavité et en ce que la surface de la paroi en regard du receveur est la face interne de la cavité.  14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the recipient is inside a cavity and in that the surface of the wall facing the receiver is the inner face of the cavity.
15. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le receveur est à l'intérieur d'une cavité, la surface de la paroi en regard du receveur étant en face interne de la cavité, la cavité comprenant une ouverture dont l'axe passe par ladite surface.  15. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the recipient is inside a cavity, the surface of the wall facing the recipient being in the internal face of the cavity, the cavity comprising an opening of which the axis passes through said surface.
16. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau céramique est présent sur une épaisseur d'au moins 1 mm et de préférence d'au moins 2 mm et de manière encore préférée d'au moins 4 mm à compter de la surface externe de la paroi en regard du receveur.  16. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the ceramic material is present at a thickness of at least 1 mm and preferably at least 2 mm and more preferably at least 4 mm at count the outer surface of the wall facing the receiver.
17. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le receveur comprend un tube ou une plaque creuse parcouru par un fluide caloporteur.  17. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the receiver comprises a tube or a hollow plate traversed by a heat transfer fluid.
18. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le receveur comprend au moins deux éléments non totalement juxtaposés, le matériau céramique étant placé sur le chemin du rayonnement solaire passant entre les deux éléments.  18. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the receiver comprises at least two elements not completely juxtaposed, the ceramic material being placed in the path of solar radiation passing between the two elements.
19. Dispositif collecteur de rayonnement solaire comprenant un receveur de rayonnement solaire et une paroi comprenant une surface placée en regard du receveur, caractérisé en ce que la surface est en un matériau céramique comprenant au moins 50% en poids de fibre de silice présentant un diamètre compris entre 5 et 30 μιτι.  19. A solar radiation collecting device comprising a solar radiation receiver and a wall comprising a surface facing the receiver, characterized in that the surface is made of a ceramic material comprising at least 50% by weight of silica fiber having a diameter. between 5 and 30 μιτι.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113945015A (en) * 2021-11-05 2022-01-18 西安热工研究院有限公司 Light splitting reflection high-concentration photovoltaic photo-thermal integrated cavity type receiver

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102644568B1 (en) * 2018-12-31 2024-03-06 현대자동차주식회사 A backlight unit of Planar lighting apparatus with improved softness and menufacturing method of the same

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4236383A (en) * 1979-04-06 1980-12-02 Nasa Solar energy receiver for a Stirling engine
WO1998003823A1 (en) * 1996-07-22 1998-01-29 Stirling Thermal Motors, Inc. Solar energy diffuser
US20040031517A1 (en) * 2002-08-13 2004-02-19 Bareis Bernard F. Concentrating solar energy receiver
US20060132670A1 (en) * 2004-11-17 2006-06-22 Jin-Sung Choi Light-reflecting member, backlight assembly having the light-reflecting member, and method of manufacturing the light-reflecting member
US20090250052A1 (en) * 2007-11-12 2009-10-08 Luz Ii Ltd. Solar receiver with energy flux measurement and control
WO2011045301A2 (en) 2009-10-14 2011-04-21 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) Textured modular solar surface receptor operating at a high temperature
WO2011135501A2 (en) 2010-04-29 2011-11-03 Magaldi Industrie S.R.L. Storing and transport device and system with high efficiency
WO2012047749A1 (en) * 2010-10-06 2012-04-12 3M Innovative Properties Company Anti-reflective articles with nanosilica-based coatings and barrier layer

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4236383A (en) * 1979-04-06 1980-12-02 Nasa Solar energy receiver for a Stirling engine
WO1998003823A1 (en) * 1996-07-22 1998-01-29 Stirling Thermal Motors, Inc. Solar energy diffuser
US20040031517A1 (en) * 2002-08-13 2004-02-19 Bareis Bernard F. Concentrating solar energy receiver
US20060132670A1 (en) * 2004-11-17 2006-06-22 Jin-Sung Choi Light-reflecting member, backlight assembly having the light-reflecting member, and method of manufacturing the light-reflecting member
US20090250052A1 (en) * 2007-11-12 2009-10-08 Luz Ii Ltd. Solar receiver with energy flux measurement and control
WO2011045301A2 (en) 2009-10-14 2011-04-21 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) Textured modular solar surface receptor operating at a high temperature
WO2011135501A2 (en) 2010-04-29 2011-11-03 Magaldi Industrie S.R.L. Storing and transport device and system with high efficiency
WO2012047749A1 (en) * 2010-10-06 2012-04-12 3M Innovative Properties Company Anti-reflective articles with nanosilica-based coatings and barrier layer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113945015A (en) * 2021-11-05 2022-01-18 西安热工研究院有限公司 Light splitting reflection high-concentration photovoltaic photo-thermal integrated cavity type receiver
CN113945015B (en) * 2021-11-05 2024-01-19 西安热工研究院有限公司 Spectral reflection high-concentration photovoltaic photo-thermal integrated cavity type receiver

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