用于菲涅爾太陽能裝置的接收器系統制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種用于菲涅爾太陽能裝置(100)的接收器系統(104、204)，該接收器系統包括：限定縱向方向的吸收器管(108、208)；與所述縱向方向平行地延伸并用于將光束聚集在所述吸收器管(108、208)上的鏡陣列(112、212)；以及用于所述吸收器管(108、208)和所述鏡陣列(112、212)的支撐框架(114、214)。用于保持所述吸收器管(108、208)的第一懸架(323)和用于保持所述鏡陣列或所述鏡陣列的至少部分的第二懸架(324)彼此獨立地安裝在所述支撐框架(114、214)上。所述第一懸架(323)具有第一補償裝置(758)，而所述第二懸架(324)具有第二補償裝置(758)。所述第一補償裝置和所述第二補償裝置(758)允許所述吸收器管和所述鏡陣列或所述鏡陣列的至少部分在所述縱向方向上不同的膨脹。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于菲涅爾太陽能裝置的接收器系統
本專利技術涉及一種用于菲涅爾太陽能裝置的接收器系統，該接收器系統具有:限定縱向方向的吸收器管；平行于所述縱向方向的、作為用于將光束聚集在吸收器管上的二級聚光器的鏡陣列；以及用于所述接收器管和所述鏡陣列的支撐框架。
技術介紹
普通的接收器系統是太陽能發電裝置的一部分，其另外具有靠近地面平行安裝的多排鏡子形成的鏡場的形式的初級聚光器，該初級聚光器將太陽射線聚集到接收器系統上，太陽射線隨后再次通過其鏡陣列投射，從而被聚集到吸收器管上。為此，接收器系統被發現在初級聚光器鏡陣列上方幾米高度處。根據不同情況下的收集器設計，4m至30m高的這種裝置是已知的。二級聚光器具有合適的曲線輪廓，并且其將輻射向下投射到以最可能短的距離設置在其下方的吸收器管上。由所聚集的光輻射加熱到幾百度的傳熱流體經過吸收器管。例如，該熱能夠用于產生電流或作為過程熱。在過去的幾年，這些類型的菲涅爾太陽能裝置已經被發現處在加速發展階段。針對該主題的更多最近的文獻，例如Gabriel Morin等人的太陽能發展會議2011 (SolarPaces Conference2011),摘要之書中的文章“超級新星一蒸氣超級加熱線性菲涅爾收集器的建造、空氣和性倉泛(Supernova——Construction, Control&Performance of Steam superheating linear Fresnel-Collector) ”和公開文獻(未審查的專利申請)W02010/100293A1和 TO99/42765A1。為了實現高效率，特別地，除了鏡子和吸收器管的光學部件的表面質量之外，鏡子和吸收器管的光學幾何結構構造是基本先決條件，這已經是許多專利技術研究的主題。本專利技術的主題因此特別是涉及接收器管和鏡陣列的調整，這在過去很少被注意到。接收器系統在日常循環期間部分地經受非常高的和總體上非常不同的溫度波動和環境影響。
技術實現思路
本專利技術的目的是通過對溫度波動和環境影響不太敏感的改進結構來構造太陽能裝置，并因此最終還增加其效率和使用壽命。該目的通過具有專利權利要求1的特征的菲涅爾太陽能的接收器系統來實現。在一開始命名的類型的接收器系統中，用于保持吸收器管的第一懸架和用于保持鏡陣列或鏡陣列的至少部分的第二懸架彼此獨立地安裝在根據本專利技術的支撐框架上，第一懸架具有第一補償裝置，并且第二懸架具有第二補償裝置，并且所述第一補償裝置和第二補償裝置允許吸收器管和鏡陣列在縱向方向上不同的膨脹。本專利技術基于一方面吸收器管和另一方面鏡陣列經受不同的溫度波動的認識。而且，該兩個部件由不同材料制造，從而它們在操作期間不同的膨脹。因為太陽能裝置通常幾百米長，所以被最強地加熱的吸收器管的縱向膨脹可達到若干米。然而，鏡子也由于被加熱而有明顯程度的膨脹，但是該膨脹與吸收器管的膨脹不同。此外，應考慮到，吸收器管連續地延伸太陽能裝置的整個長度，而鏡陣列在整個長度內被分成多個單獨的段。第一補償裝置和第二補償裝置各自基本上在縱向方向提供一個自由度，使得能夠平衡吸收器管和鏡陣列的獨立膨脹。這樣，有效地避免鏡子表面的變形，特別是在利用鋁鏡的情況下。如基于下面給出的實施例的示例變得清楚的，除線性補償運動之外，例如通過連接到旋轉接頭，自由度還允許彎曲補償運動，特別是圓形補償運動，由此，然而，僅在縱向方向上延伸的補償運動的切向分量是重要的。在該意義上，此處認為是“基本上在縱向方向上”的一個自由度。根據本專利技術的有利實施例，接收器系統具有接收器管，接收器管包括吸收器管和至少部分地圍繞吸收器管設置的套筒管。因此，涉及真空接收器，其中吸收器管和接收器管之間的中間空間被抽空，以便用于吸收器管的表面的熱隔離和保護。因為吸收器管和包圍吸收器管的套筒管經受不同的熱條件且因為吸收器管包括金屬，但是套筒管包括玻璃，所以兩個管不同程度地膨脹。套筒管因此被分段，且通常為膨脹波紋管形式的補償元件以已知方式設置在每一個套筒管段和所述吸收器管之間，且波紋管以可移動的方式在補償方向上固定套筒管，但是以其它方式盡可能剛性地將套筒管固定在吸收器管上。套筒管因而在支撐框架上安裝在吸收器管和第一懸架上方，并順應吸收器管的補償運動。套筒管段和吸收器管之間的補償元件僅用于補償兩者之間的相對運動。這樣的真空接收器布置結構例如在專利申請DE 102 31 467 Al中描述。支撐框架優選地具有平行于吸收器或接收器管并平行于鏡陣列延伸的縱向支撐構件，第一懸架安裝在該縱向支撐構件上。特別優選的，縱向支撐構件設置在吸收器或接收器管和鏡陣列上方。鏡陣列合適地具有至少一個開口，第一懸架通過該至少一個開口而被從縱向支撐構件引導到吸收器管。本專利技術的有利提高提供:鏡陣列具有在縱向方向上分開的第一鏡元件和第二鏡元件，在第一鏡元件和第二鏡元件之間具有間隙。被分成至少兩個鏡元件的鏡陣列具有呈該間隙形狀的通風開口，并因此能夠抵消在鏡陣列的上部中的熱積累。如果第一懸架通過鏡陣列中的開口而被從縱向支撐構件引導到接收器管，則間隙還優選地形成該開口。這樣，用于保持接收器或吸收器管的第一懸架可執行在縱向方向與鏡陣列相對的不受限制的相對運動，而不會與鏡陣列碰撞。優選地，鏡陣列具有第一輪廓元件和第二輪廓元件，這些第一輪廓元件和第二輪廓元件中的每一個均與第一鏡元件或第二鏡元件相關聯，并在相關聯的鏡元件的背對接收器或吸收器管的一側容納相關聯的鏡元件。目前為止，外殼已知僅用于整個接收器系統，鏡陣列以及接收器管和支承部件兩者都設置在該外殼內。外殼的目的是保護接收器系統免于環境影響和灰塵。與各個單獨的鏡元件相關聯的輪廓元件也滿足相同的目的，但是每一次取決于所需，輪廓元件具有以下優點:它們給各個單獨的鏡元件提供單獨保護且因此可以與鏡元件一起移動。因而，第一和第二輪廓元件優選地還附接到第二懸架。第一和第二鏡元件各自有利地至少在一側借助于補償裝置固定到相關聯的第一和第二輪廓元件，所述補償裝置則允許鏡元件和相關聯的輪廓元件在縱向方向上不同的膨脹。這樣，對于不同加熱的鏡元件和輪廓元件產生了進一步的膨脹補償。有利地，因為是成本有效的實施例的變型，所以第一輪廓元件和第二輪廓元件被構造成L形。為了盡可能地避免輻射損失，鏡陣列具有至少部分地以光學方式封閉第一和第二鏡元件之間的間隙的鏡段。這可以優選地通過以下方式實現，該鏡段形成為第三鏡元件，并且鏡陣列具有與第三鏡元件相關聯的第三、優選地U形的輪廓元件，第三輪廓元件在第三鏡元件的背對吸收器管的一側容納第三鏡元件。在該情形中，第三輪廓元件優選地緊固到第一懸架。這樣，吸收器或接收器管，連同第一懸架和中心的第三鏡元件與輪廓元件一起形成獨立于第二鏡元件與其輪廓元件的結合單元，該單元的膨脹與第二鏡元件的膨脹完全分開。因為第三鏡元件以及相關聯的第三輪廓元件進而也經受不同的溫度，并因此經受不同的縱向膨脹，因此已經證明了至少在一側借助于補償裝置將第三鏡元件固定到相關聯的第三輪廓元件是有利的，所述補償裝置允許第三鏡元件和相關聯的輪廓元件在縱向方向上不同的膨脹。如果在此陳述“鏡陣列的至少部分”，則意味著至少兩個位于外面的第一和第二鏡元件，以及在它們存在的情況下，它們的相關聯的輪廓元件。可替代地，鏡段形成為套筒管的反射表面本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于菲涅爾太陽能裝置(100)的接收器系統(104、204、1304)，所述接收器系統具有：限定縱向方向的吸收器管(108、208、908、1008、1108)；與所述縱向方向平行的、用于將光束聚集在所述吸收器管(108、208、908、1008、1108)上的鏡陣列(112、212、912、1012、1112、1312)；以及用于所述吸收器管(108、208、908、1008、1108)和所述鏡陣列(112、212、912、1012、1112)的支撐框架(114、214、1314)，其特征在于：用于保持所述吸收器管(108、208、908、1008、1108)的第一懸架(323、1323)和用于保持所述鏡陣列(112、212、912、1012、1112、1312)或所述鏡陣列的至少部分的第二懸架(324、1324)彼此獨立地安裝在所述支撐框架(114、214、1314)上，所述第一懸架(323、1323)具有第一補償裝置，并且所述第二懸架(324、1324)具有第二補償裝置，并且所述第一補償裝置和所述第二補償裝置(758)允許所述吸收器管(108、208、908、1008、1108)和所述鏡陣列(112、212、912、1012、1112、1312)或所述鏡陣列的至少部分在所述縱向方向上不同的膨脹。...

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.12.16 DE 102011088829.21.一種用于菲涅爾太陽能裝置(100)的接收器系統(104、204、1304)，所述接收器系統具有:限定縱向方向的吸收器管(108、208、908、1008、1108);與所述縱向方向平行的、用于將光束聚集在所述吸收器管(108、208、908、1008、1108)上的鏡陣列(112、212、912、1012、1112,1312);以及用于所述吸收器管(108、208、908、1008、1108)和所述鏡陣列(112、212、912、1012、1112)的支撐框架(114、214、1314)，其特征在于: 用于保持所述吸收器管(108、208、908、1008、1108)的第一懸架(323,1323)和用于保持所述鏡陣列(112、212、912、1012、1112、1312)或所述鏡陣列的至少部分的第二懸架(324,1324)彼此獨立地安裝在所述支撐框架(114、214、1314)上，所述第一懸架(323、1323)具有第一補償裝置，并且所述第二懸架(324、1324)具有第二補償裝置，并且所述第一補償裝置和所述第二補償裝置(758)允許所述吸收器管(108、208、908、1008、1108)和所述鏡陣列(112、212、912、1012、1112、1312)或所述鏡陣列的至少部分在所述縱向方向上不同的膨脹。2.根據權利要求1所述的接收器系統(104、204、1304)，其特征還在于，包括接收器管(106、206、906、1006、1106、1306)，所述接收器管(106、206、906、1006、1106、1306)由所述吸收器管(108、208、908、1008、1108)和套筒管(110、210、910、1010、1110)組成，所述套筒管(110、210、910、1010、1110)至少分段地繞所述吸收器管(108、208、908、1008、1108)設置。3.根據權利要求1或2所述的接收器系統(104、204、1304)，其特征還在于，所述支撐框架(114、214、1314)具有縱向支撐構件(222、1322)，所述第一懸架(323、1323)安裝在所述縱向支撐構件(222、1322)上，并且所述縱向支撐構件(222、1322)平行于所述吸收器管(108、208、908、1008、1108)和所述鏡陣列(112、212、912、1012、1112)延伸。4.根據權利要求3所述的接收器系統(104、204、1304)，其特征還在于，所述第一懸架(323,1323)通過所述鏡陣列(112、212、912、1012、1112、1312)中的開口從所述縱向支撐構件(222,1322)引導到所述吸收器管(108、208、908、1008、1108)。5.根據權利要求1至4中的任一項所述的接收器系統(104、204、1304)，其特征還在于，所述鏡陣列(112、212、912、1012、1112、1312)具有在所述縱向方向上分開的第一鏡元件和第二鏡元件(432、434、932、934、1032、1034、1132、1134、1332、1334)，且在所述第一鏡元件和所述第二鏡元件(432、434、932、934、1032、1034、1132、1134、1332、1334)之間具有間隙(436、936、1036、1336)。6.根據權利要求5所述的接收器系統(104、204、1304)，其特征還在于，所述鏡陣列(112、212、912、1012、1112、1312)具有在每一種情形中與所述第一鏡元件和所述第二鏡元件(432、434、932、934、1032、1034、1132、1134、1332、1334)相關聯的第一輪廓元件和第二輪廓元件(438、440、1038、1040、1138、1140)，所述輪廓元件在相關聯的所述鏡元件的背對所述吸收器管(108、208、908、1008、1108)的一側容納相關聯的所述鏡元件。7.根據權利要求6所述的接收器系統(104、204、1304)，其特征還在于，所述第一輪廓元件和所述第二輪廓元件(438、440、1038、1040、1138、1140)被構造成L形。8.根據權利要求6或7中的一項所述的接收器系統(104、204、1304)，其特征還在于，所述第一輪廓元件和所述第二輪廓元件(438、440、1038、1040、1138、1140)被緊固到所述第二懸架(324、1324)。9.根據權利要求6至8中的任一項所述的接收器系統(104、204、1304)，其特征還在于，所述第一鏡元件和所述第二鏡元件(432、434、932、934、1032、1034、1132、1134、1332、1334)在每一種情形中至少在一側上借助于補償裝置而在適當位置固定到相關聯的所述第一輪廓元件和第二輪廓元件(438、440、1038、1040...

【專利技術屬性】
技術研發人員：安德烈亞斯·紹爾博恩，蒂姆·格內迪希，托馬斯·庫克爾科恩，蒂姆·布倫格爾曼，
申請(專利權)人：肖特太陽能控股公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE