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CN103201567A - 用于槽式收集器的吸收器管 - Google Patents

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CN103201567A CN2011800513153A CN201180051315A CN103201567A CN 103201567 A CN103201567 A CN 103201567A CN 2011800513153 A CN2011800513153 A CN 2011800513153A CN 201180051315 A CN201180051315 A CN 201180051315A CN 103201567 A CN103201567 A CN 103201567A
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Abstract

一种槽式收集器，其带有聚热区域和布置在聚热区域中的吸收器管，它具有从其外表面向内延伸的隔绝区域，其优选地包围沿着长度穿过吸收器管的用于输送热量的介质的输送通道并且被在径向上从外穿过隔绝区域延伸至输送通道的至少一个热开口穿通，其中，该至少一个热开口对于穿过的辐射具有狭窄部位，其中，聚热区域处于狭窄部位中。此外，本发明包括一种用于槽式收集器的吸收器管。另外，本申请说明了一种带有线性集中器的槽式收集器。

Description

用于槽式收集器的吸收器管
技术领域
本发明涉及一种带有聚热区域(Brennbereich)和布置在聚热区域中的吸收器管的槽式收集器(Rinnenkollektor)。
背景技术
所提及的类型的槽式收集器此外应用在太阳能发电站中。
至今由于光电池的还未克服的缺点未实现在该技术的运用中以几乎能收回成本的方式产生太阳能电流。而太阳能发电站已自一段时间以来以工业标准价格生产电，其(相对于光电池)接近以传统方式产生的电的现在通常的商业价格。
在太阳能发电站中太阳的辐射通过收集器借助于集中器来反射并且有针对性地聚焦到一点，在其中由此产生高温。集中的热量可被散发并且用于运行热机如涡轮，其又驱动产生电流的发电机。
现在使用三种基本形式的太阳能发电站：碟式Sterling系统、太阳能塔发电站系统和抛物形槽式系统(Parabolrinnensystem)。
碟式Sterling系统作为在直至每模块50kW的范围中的小的单元未普遍使用。
太阳能塔发电站系统具有中央的、提高地(在“塔”上)装配的吸收器，其用于由成百上千的各个镜子一起反射至其的阳光，因此太阳的辐射能应经由多个镜子或集中器被集中在吸收器中并且由此达到直至1300℃的温度，这对于后置的热机(通常是用于产生电流的蒸汽或流体涡轮发电站)的效率是有利的。在加利福尼亚的设备“Solar two”具有若干MW的功率。在西班牙的设备PS20具有20MW的功率。太阳能塔发电站(尽管有能够有利地达到的高温)至今同样无更大的普及。
然而抛物槽式发电站普及并且具有大量收集器，其具有带有较小横向尺寸的长的集中器，并且由此并非具有一个焦点，而是具有焦线。现在，这些线性集中器具有20m直至150m的长度。在焦线中伸延有用于集中的热(直至大约500℃)的吸收器管，其将热输送至发电站。作为输送介质例如可考虑导热油、熔融的盐或过热的水蒸汽。
传统的吸收器管利用复杂的且昂贵的结构来制造，以尽可能使热损失最小。因为输送热量的介质在管槽中循环，通过集中器集中的太阳辐射首先加热管而管然后加热介质，结果是，必要地大约500°C热的吸收器管与其温度相应地辐射热量。经由用于输送热量的介质的传导网(Leitungsnetz)的热量辐射可达到100W/m，传导长度在大型设备中至100km，使得经由传导网的热损失对于发电站的总效率非常重要，落到吸收器管上的热损失部分同样如此。在文件WO 2010/078 668中公开了一种外部隔绝的吸收器管，其通过使用在槽式收集器中存在的裂口在热量损失方面得化。
利用概念“热开口”可根据吸收器管的结构形式来表示在根据上面所提及的文件的吸收器管的外部隔绝中的物理开口。但是概念“热开口”在其它结构形式中也包括物理上封闭的区域，其构造用于所集中的太阳辐射的热量通过，其中，例如通过在热量射入的位置处的合适的覆层可避免热量的反射。对于专业人士已知这样的结构。尽管如此必然使得在热开口的位置处最后不能获得良好的绝热，即必须接受相应的有关的热损失。就此而言应补充的是，概念“热开口”这里另外也被需要用于吸收器组件，在其中使用光电电池，其在照射时产生电流。这样的吸收器组件或者吸收器管同样是根据本发明的。根据本发明的吸收器管(其具有用于光电电池的保持部(Halterung))那么在热开口的位置处具有这样的保持部。换言之，那么如此使得热开口构造为用于光电电池的保持部。在该情况中隔绝不是必要的。还取消用于输送热量的介质的输送通道。
在南加利福尼亚的9 SEGS-抛物形槽-发电站总共产生大约350MW的功率。2007年接入电网的发电站“Nevada Solar One”具有带有182400个弯曲的镜子的槽形收集器，其布置在140公顷的面积上并且产生65MW。在西班牙的Andasol 3自2009年九月开始建造，应在2011年运行，使得设备Andasol 1至Andasol 3将具有50MW的最高功率。
对于整个设备(Andasol 1至3)预期大约20%的峰值效率以及约15%的年平均效率。
如所提及的那样，对于太阳能发电站的效率的重要参数是通过收集器加热的输送介质(经由其从收集器运走所获得的热量并且用于转换成例如电流)的温度：利用更高的温度在转换时可获得更高的效率。在输送介质中可实现的温度又取决于所反射的太阳辐射通过集中器的集中度。集中度50表示，在集中器的聚热区域(Brennbereich)中每m2获得与由太阳射入到地表的一m2上的能量的50倍相对应的能量密度。
理论上最大可能的集中度取决于地面-太阳几何结构，即取决于从地面观察的日轮的张角。从0.27°的该张角得出，用于槽式收集器的理论上最大可能的集中因素为213。
即使利用非常复杂地制造的并且由此对于工业应用(太)昂贵的镜子(其在横截面上非常接近抛物面并且由此产生带有最小直径的焦线区域)现在也不可能仅近似达到该最大集中度213。然而能够可靠地获得的大约50至60的集中度是现实的并且已允许上面所提及的在抛物形槽式发电站的吸收器管中大约500°C的温度。
为了在合理的成本下尽可能好地接近槽式收集器的抛物面形，申请人在文件WO 2010/037 243中提出一种槽式收集器，其具有带有柔性的、在压力室(Druckzelle)中张紧的集中器的压力室。在此，集中器在不同的区域中不同地弯曲并且由此相当接近所希望的抛物面形。这虽然使在集中器的合理的成本下能够实现在吸收器管中大约500°C的温度
就此而言应参照带有吸收器管的文件WO 2010/099516，吸收器管显示了在通过其隔绝部的通路(Durchgang)中的狭窄部位(Engstelle)。狭窄部位处于隔绝部的内侧处，通路构造为复合抛物面集中器(CPC)。在这样的组件中出于光学原因收集器的集中器的聚热区域处于通路的外侧处，在那里通路同时是最宽的。CPC用于持续地反射必然碰到通路的壁的辐射穿过整个通路，使得其到达吸收器管的内部。该组件具有该缺点，即CPC的镜子必须被持续冷却，这带来显著的结构上的耗费。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于还以工业标准生产热量的槽式收集器，其具有尽可能高的效率。
该目的一方面通过带有权利要求1的特征的太阳能收集器或带有权利要求9的特征的吸收器管来实现。
因为用于穿过的辐射的热开口在聚热区域的位置处具有狭窄部位，使从吸收器管出来的热量的反射最小，这提高可被运走的热量并且由此提升槽式收集器的效率。因为聚热区域处于狭窄部位中，其具有小可能的膨胀，因为进入吸收器管中的所集中的辐射的路径在聚热区域中具有其最小膨胀。
因为在优选的实施形式中热开口从狭窄部位开始扩大，集中的辐射在聚热区域之后又可发散并且由此到达输送通道并且在那里加热输送热量的介质。
所提出的目的另一方面也通过带有权利要求19的特征的太阳能收集器或带有权利要求21的特征的吸收器管来实现。
因为多个热开口彼此毗邻布置，其在吸收器管的长度上行进，线性集中器的每个截段可关联有热开口。通过使用多个截段不仅可优化作为这样的槽式集中器的几何结构(用于更好地接近抛物面形，参见文件WO 2010/037 243)，而且根据本发明吸收器管中的热开口的宽度附加地也减少成使得在根据本发明的划分的情况下所有热开口的宽度的总和小于唯一热开口的宽度，其在其整个宽度上吸收所有集中器截段的集中的辐射。这因为在带有增加的宽度的槽形线性集中器中的太阳辐射的集中相对减小，多个截段相应具有更小的宽度并且因此与仅仅一个截段关联的热开口的集中在其整个(并且相应地不那么宽的截段：也更小的)宽度上更高。在根据本发明将传统唯一的在吸收器管处纵向延伸的热开口划分成多个纵向延伸的热开口的情况下，由此可以以热开口的总共更小的面积获得相同的热量或者在总共面积相同的情况下获得更高的由热开口吸收的热量。
在总共面积更小的情况下吸收器管的热辐射相应减小，因此其效率提高。
当然在纵向连续的开口的部位处也可设置有多个在吸收器管处纵向延伸的排的单独的热开口，如这下面进一步所详细说明的那样。由此热开口的总面积以有利的方式附加地变小。
应理解的是，带有狭窄部位的热开口的根据本发明的构造不强制地与多个热开口在吸收器管处的布置相联系。虽然将两个布置有利地结合，也就是说多个热开口彼此毗邻设置，其至少部分地具有根据本发明的狭窄部位。但是这些布置也可独立于彼此来实现，例如多个开口彼此毗邻而不带有狭窄部位或者还有单独的、传统的、构造为在吸收器管处的纵向裂口的热开口，其设有狭窄部位。
本发明的优选的实施形式具有从属权利要求的特征。
附图说明
接下来根据附图来详细说明本发明。
其中：
图1显示传统的槽式收集器，
图2a显示带有第二集中器组件的槽式收集器，
图2b显示在图2a的槽式收集器的横截面平面中的视图，
图2c显示在图2c的槽式收集器的纵平面中的视图，
图3a显示根据另一实施形式的带有第二集中器组件的槽式收集器，
图3b显示在图3b的槽式收集器的横截面平面中的剖面，
图4显示带有其热开口的吸收器管的视图，
图5a显示通过图4的吸收器管的第一实施形式的横截面，
图5b显示通过图4的吸收器管的第二实施形式的横截面，
图6a显示根据另一实施形式的吸收器管的视图，
图6b显示经由图6a的吸收器管的子区域的纵截面，
图7a显示根据另一实施形式的吸收器管的视图，
图7b显示在图7a的吸收器管的子区域上的纵截面，以及
图8显示当在吸收器管组件处设置有一排或者多排热开口(或光电电池)时有关功率吸收中的区别的图表。
具体实施方式
图1显示带有压力室2的传统类型的槽式收集器1，压力室2具有枕垫的设计并且由上面的、柔性的薄膜3和在图中遮住的、下面的柔性的薄膜4形成。
薄膜3对于太阳辐射5可透过，其在压力室2的内部中射到集中器-薄膜(集中器10，图2a)上并且通过其被反射为辐射6，朝向吸收器管7，在其中输送热量的介质(其运走通过收集器集中的热量)循环。吸收器管7通过支撑部8被保持在集中器-薄膜(集中器10，图2a)的焦线区域中。
压力室2在框架9中张紧，框架9又以已知的方式相应于每天的太阳位置可摆动地支承在底架上。
这样的太阳能收集器例如在文件WO 2010/037243和文件WO 2008/037108中来说明。这些文件通过参考被明确地包括在本说明书中。
概括地可确定，根据图1的槽式收集器的辐射路径具有焦线区域，其中，吸收器管布置在焦线区域的位置处。
虽然本发明优选地使用在该类型(也就是说带有压力室和在压力室中张紧的集中器-薄膜)的构造为槽式收集器的太阳能收集器中，其决不限于此，而是例如同样可应用在槽式收集器中，其集中器构造为不可变的镜子。带有不可变的镜子的收集器例如被使用在上面所提及的发电站中。
在接下来所说明的附图中相应忽略槽式收集器的对于本发明的理解不相关的部件，其中，在此还应再一次提及，这样的被忽略的部件对应于上面所说明的现有技术(带有压力室的收集器或者带有不可变镜子的这样的收集器)来构造并且可由专业人士对于具体的应用情况容易地确定。
图2a显示了槽式收集器的另一实施形式，其至今还未知。基本上如图1的收集器1那样来构造的收集器10具有集中器11和支承在支撑部8处的吸收器管12。太阳辐射5射到集中器11上并且被其反射为辐射6。通过集中器11的具体构造，得到用于所反射的辐射的第一辐射路径，其通过辐射6来代表。
集中器11因为仅在一个方向上弯曲是线性集中器，带有该优点，即其相对于在两个方向上弯曲的抛物面集中器可更简单地且此外以更大的面积来制造，而对于框架结构和相应于日照情况持续地在白天必要的取向不产生禁止的结构上的边界条件。
对于在图中的方向，箭头16表示纵向，箭头17表示横向。相应地，集中器11在横向17上弯曲而在纵向16上不弯曲。
集中器11的辐射路径具有焦线区域，必然地，因为一方面由于太阳的张角其辐射5不平行射入，集中到几何上精确的焦线中由此是完全不可能的并且此外，因为不能以合适的成本费用为理论上尽可能近似的焦线制造集中器的精确的抛物面形的弯曲。
集中器11是收集器10的第一收集器组件的组成部分，其在此由(如上面所提及的为了减轻图的负担被忽略的)压力室、用于维持和控制压力的机构和框架(在其中集中器11张紧)来形成。如同样所提及的那样，忽略的元件对专业人士已知。
在图中盘形构造的、对于所集中的辐射透明的光学元件20布置在集中器11的第一辐射路径中(并且因此在第一集中器组件的辐射路径中)，使得辐射路径延伸穿过其。这些光学元件20折射射入到其上的(通过集中器11反射的)辐射6，这样使得辐射6在光学元件20后作为辐射15被集中到焦线区域中。换言之，光学元件20中的每个的由辐射15代表的第二辐射路径具有焦点区域21。在图中示出与太阳能收集器的长度相对应的数量的光学元件20并且其焦点区域例如在两个光学元件20中绘出。
光学元件20是第二集中器组件的组成部分，其在第一辐射路径中布置在焦线区域之前。在此例如支架22还属于第二集中器组件，其固定在吸收器管12处并且在其处将光学元件20保持就位。
在此构造为吸收器管12的吸收器元件位于焦点区域21的位置处并且具有一定数目的、至少一个热开口23用于集中的辐射15穿透到吸收器管12的内部中。热开口23在吸收器管的长度上相继布置。
图2b显示了通过图2a的收集器10的在横向(箭头17)上的剖面，其带有在该横截面平面中投影的辐射路线(Strahlengang)或者这两个集中器组件的第一和第二辐射路径的视图。如上面所提及的那样，槽式收集器10的对于本发明的理解不重要的元件对于专业人士已知并且为了减轻图的负担被忽略。
尤其可见，第一集中器组件(集中器11)的第一辐射路径，在此通过两个反射的辐射6、6'示出，向着焦线区域21在吸收器管12的位置处会聚。辐射6穿过光学元件20，其中，其第二辐射路径，在此通过两个辐射15、15'示出，向着焦点区域21会聚。
第一集中器组件的集中在横向(箭头17)上实现。
在所示出的优选的实施形式中光学元件20的焦点区域21处于集中器11的焦线区域中，也就是说在第一集中器组件的焦线区域中。由此对于在图2b中所示出的对横截面平面的视图(但是不在纵向上，以下参见图2c)得出，反射的辐射6不被光学元件20折射，也就是说大致处于直线中。基本上因此，因为在辐射6、6'穿过光学元件20时可出现辐射路径15、15'相对于路径6、6'的轻微偏移，但是其在此不相关。
为了减轻图的负担又忽略不重要的元件，在此也忽略用于光学元件20的支架22(图2a)。
图2c显示在纵向(箭头16)上通过图2a的收集器10的剖面，其带有在该纵向平面中投影的辐射路线或第一和第二集中器组件的第一和第二辐射路径的视图。然而仅示出在光学元件20的长度上纵剖面的一部分。
以所设定的从右向左(图2b)的观察方向，图2c显示对集中器11的左半部(图2b)的视图。
尤其可见，第一集中器组件(集中器11)的第一辐射路径(在此通过所反射的辐射6、6'示出)向着在吸收器管23的位置处的焦线区域21行进。辐射6至6'穿过光学元件20，通过其在纵向16上被折射，其中，光学元件20的第二辐射路径(通过辐射15、15'示出)相应向着焦点区域21会聚。
第二集中器组件的集中在纵向上(箭头16)实现。
得出第二集中器组件具有带有第二辐射路径的至少一个光学元件20，其中，通过该至少一个光学元件20来产生至少一个焦点区域21。就此而言应注意的是，根据本发明的组件可被实施用于带有仅仅一个光学元件20的较小的或者最小的应用或者用于在带有成打或成百个光学元件20的带有最大尺寸的收集器中的工业应用。
从图2b和图2c中此外得出，光学元件20在所示出的实施形式中构造为线性集中器(Linearkonzentrator)，其集中方向横向于或者垂直于第一集中器组件的线性集中器的集中方向延伸。
由此另外得出，光学元件20的光学有效的表面(在其处产生光线的折射)相对于第一集中器组件(在此集中器11)的第一辐射路径这样取向，使得每个单个辐射投影到垂直于焦线区域的平面(在图2b中示出)上的路径是直线，但是在处于焦线区域中的平面(在图2c中示出)中朝向焦点区域21被折射。
优选地，光学元件具有Fresnel结构，这允许其构造有如在图2a至2c中所示出的盘形的主体。例如盘形主体的下侧可平地来构造而上侧结构化地被构造有平行的Fresnel梯级，其中，梯级在横向17上彼此平行延伸，使得焦点区域处于盘形主体的中间之上。
这样的Fresnel透镜30的设计可通过专业人士在具体情况下容易地来进行。备选地，每个光学元件20也可构造为Sammel透镜，其横向地在吸收器管12下延伸穿过并且产生根据图2b和图2c的折射。以该方式构造的光学元件20例如可通过浇铸来制造，在其中制造金属模并且浇铸合适的透明的塑料材料(或者还有玻璃)。
概括地可确定，根据图2a至图2c的槽式收集器的辐射路径具有一定数目的布置成线的焦点区域，其中，吸收器管布置在焦点区域的位置处。
图3a显示收集器60，其第一集中器组件具有多个、彼此毗邻地且纵向延伸的集中器截段61、62。就此而言应注意的是，第一集中器组件可具有不仅两个、而且例如四个、六个、八个或者更多这样的集中器截段。在文件WO 2010/037243中说明了一种带有六个截段的集中器组件。
每个集中器截段61、62关联有光学元件65、66的排63、64，其中，每个光学元件65、66又关联有自己的在吸收器管69中的热开口67、68。为了减轻图的负担又忽略用于光学元件65、66的支架和其它对于本发明的理解不重要的元件。
该组件具有该优点，即各个集中器截段61、62的横向膨胀(方向17)小于这在唯一的集中器中的情况，使得相对更宽的集中器可获得更小的焦点区域(太阳的张角)。这又导致更小的热开口67、68，其总面积小于在仅仅一个、但是明显更宽的集中器的情况下的热开口的面积。
当然，所有光学元件65、66根据本发明可摆动地布置在吸收器管69处，如这在图4至图5b中示例性地所示。同样，光学元件65、66如上面所说明的例如构造为Fresnel透镜。
相应地构造的吸收器管即具有不仅一个、而且两个或者更多个在其长度上行进的排，其相应由相继布置的热开口67、68构成(图7显示两排的示例)。
图3b显示相对图3a略微修改的收集器70，同样带有两个收集器截段71、72和两排73、74光学元件20(就此而言可补充，通常可存在多于两个集中器截段代替当前在图中示例性地提及的两个截段，如这示例性地在上面所提及的文件WO 2010/037243中被公开)。每排73、74的光学元件20取向到相应与其相关联的集中器截段71、72上并且由此倾斜地布置，并且由此在通过点划线75、76表示的、倾斜的平面中根据本发明可摆动。通过光学元件20的该取向改善该组件的效率。该图此外显示了太阳辐射80、代表集中器截段71的第一辐射路径的反射辐射81和正确地行进的、代表第二辐射路径的辐射82(其因此经过限制镜50)。此外，该图显示优选地灵活的条带82以及侧向的框架件84和85，集中器截段71、72在其之间张紧。优选地，条带83的宽度如此来选择，使得仅其被两排73、74光学元件20遮住。
概括地可确定，根据图3a和3b的槽式收集器的辐射路径具有一定数目的焦点区域，其相继布置成线，其中，多个这样的线彼此平行地延伸。吸收器管又布置在焦点区域的位置处。
图4a现在显示吸收器管20的一优选的实施形式的视图。可见用于管路(其从吸收器管20引走输送热量的介质)的示意性地示出的联接接管21(在吸收器管20的其它端部处的联接接管被遮住)。此外可见在吸收器管20的长度上引导的裂口22，其形成吸收器管的热开口的外端并且穿通吸收器管20的外表面23。
图4b显示吸收器管30的另一优选的实施形式的视图，其具有多个热开口31、32。在此是两个，其对应于图3b的收集器70的集中器截段71、72的数目。但是例如也可以是六个或者更多，其中，六个对应于在文件WO 2010/037243中所示的实施形式的集中器截段的数目。热开口31、32在吸收器管30的长度上延伸。如上面所提及的那样，热开口31、32的宽度总和小于唯一的热开口的宽度(这当然不受图3b的灵活的条带83限制而是适用于带有连续截段的集中器)。
图5a显示通过图4的吸收器管20的横截面。隔绝区域25从外表面23向内延伸并且包围用于输送热量的介质的输送通道26。输送通道26沿着长度穿过吸收器管20、在其端部与联接接管相连接并且由此可运送输送热量的介质。
在径向上从外穿过隔绝区域25延伸至输送通道26的热开口穿通隔绝区域并且在此构造为裂口状的连接通道27。在图中以虚线绘出的线26'和23'显示了输送通道26的壁的走向以及外表面23的走向，如其在没有连接通道的情况下将存在的那样。由此可见，连接通道27在横截面中具有X形的轮廓，在图中绘出的点30的位置处带有狭窄部位29。连接通道从狭窄部位出发在所示的实施形式中不仅向内而且向外扩大。
附图另外显示了辐射30、31和32，其代表槽式收集器1(图1)的集中器的辐射路径。辐射30、31和32在集中器的焦线区域中在点30的位置处相交。
由此槽式收集器的焦线区域关联有热开口，其构造为在吸收器管20的长度上延伸的、在外界与输送通道26之间的裂口状的连接通道27，其中，热开口的狭窄部位29位于连接通道27的内部中，并且其中，连接通道27不仅向内而且向外扩大。
吸收器管20的所示出的构造允许设置任意厚度的外隔绝部，例如由石棉构成，其被置入输送通道26与外表面23之间，这允许吸收器管20相对现在所使用的吸收器管明显成本更有利的制造。此外，根据本发明可将吸收器管20的不可避免存在的、辐射热量的面积(即：热开口的面积，这里连接通道27在其狭窄部位处的面积)保持得最小，这是重要的，因为热辐射以温度的四次方提高。
图5b显示了通过根据图4的吸收器管35的第二、优选的实施形式的横截面。连接通道37的狭窄部位36处于吸收器管35的外表面23处。连接通道37向内扩大并且具有V形的横截面。
附图另外显示了辐射38和39，其代表槽式收集器(图1)的集中器的辐射路径。辐射38和39在集中器的焦线区域中在点40的位置处相交。
在图中所示的实施形式具有图5a的实施形式上面所提及的优点并且此外可特别简单地来制造。
在另一在附图中未示出的实施形式中狭窄部位处于隔绝区域的内侧处。连接通道由此向内变窄，聚热区域处于隔绝区域的内侧处。存在图5a的相反的构造，连接通道具有A形的横截面。
图6a显示带有成排的热开口51的吸收器管50，其适合于槽式收集器10(图2a)，因为那么光学元件20的每个焦点区域21关联有在吸收器管50中的热开口。
在通过吸收器管50的纵截面中可见，热开口(在此其构造为V形地打开的连接通道51)中的每个与相邻的热开口通过隔绝区域25分离。狭窄部位51又处于吸收器管50的外表面23处。辐射52、52代表与所示的连接通道51相关联的光学元件20的第二辐射路径(图2a)。
在横向上观察连接通道51具有如其在图5b(V形)中所示的形状。
备选地，当然各个连接通道在纵向上和在横向上可X形地或者A形(狭窄部位在内侧处)地来构造，类似于在图5a中的图示。
图7a显示了吸收器管100，适合于根据图3a或3b的槽式收集器60或70。吸收器管100在此具有两排101、102构造为连接通道103的热开口。连接通道103中的每个关联有单独的光学元件20的焦点区域(图3a和图3b)或焦点区域78(图3a)。
图7b显示在两个彼此毗邻的连接通道103和103'的位置处通过吸收器管100的横截面。示出辐射105和106，其代表与集中器截段71(图3b)相关联的光学元件20的第二辐射路径。而辐射107、108代表与集中器截段72相关联的光学元件的第二辐射路径。
狭窄部位110和111又位于吸收器管100的外表面或外壁23处并且在所示的横截面中V形的来构造(但是也可以是X形或A形的)。在纵截面中连接通道优选地具有根据图6b的连接通道51的结构。
图7b的吸收器管100的横截面对应于图4b的吸收器管30的横截面，相应地在此取消对于带有从属于其的附图标记的吸收器管30的横截面的特别的附图。
优选地，至少连接通道的内壁的截段被构造成使得其将进入的集中的辐射朝向输送通道反射。当辐射由于在槽式收集器的集中器组件中有缺陷的几何结构或者由于太阳的张角不以所设置的会聚横穿焦线区域或焦点区域而是从聚热区域之外穿过时，这是有利的。那么这样的“有缺陷的”辐射被反射到输送通道26中并且不被隔绝区域25吸收。另一方面也可能不以进入的辐射的完全的张角在狭窄部位后面构造连接通道并且经由反射的壁补偿其。聚热区域那么根据本发明也处于狭窄部位中，使得穿过热开口向外的集中器的热辐射最小。
就此而言应再次指出的是，虽然在图4a至图7b中与根据本发明的狭窄部位相联系地说明了根据本发明多个热开口的布置，但是多个热开口或者狭窄部位可彼此独立地实现，其中，那么相应的优点在没有组合的效果的情况下实现。
图8最后以图表显示了图4a的吸收器管20与图4b的吸收器管30之间的比较。A表示吸收器管20的裂口22的宽度，B表示吸收器管30的两个裂口31、32的宽度。两个吸收器管20、30应与相同的集中器相关联，其中，吸收器管20以其裂口22布置在整个集中器的焦线区域中，而裂口30、31各与该集中器的半部或各与该半部的焦线区域相关联。
在绘出的宽度A和B上的曲线表示通过相应的裂口22或30、31经由集中的辐射所吸收的功率。
在由吸收器管20相对吸收器管30所吸收的功率的差对应于阴影的与两个打点面积之间的差。打点面积等于或者略大于阴影的面积。因此带有两个不那么宽的裂口30、31的集中器30的功率吸收等于或者略大于带有仅仅一个裂口22的集中器20的功率吸收。
该效果可归因于太阳的张角，据此在集中器中所反射的辐射必然散射到焦线区域中，其效果随着集中器的边缘区域的提高的间距加强。
概括地根据本发明可以以三个步骤改善吸收器管的和因此收集器的效率：
一方面使热开口(或连接通道27的相对输送通道26敞开的横截面面积)最小化至狭窄部位，其减小到传统槽式集中器的焦线区域的尺寸上。
然后将热开口分解成一定数目的更小的热开口，其中更小开口的总面积小于唯一的热开口的面积。这通过使用第二集中器组件来实现，其将槽式集中器的焦线区域分解成焦点区域。
最后将传统的热开口(其在吸收器管的长度上延伸)分解成带有更小宽度的热开口，并且不那么宽的热开口中的每个与集中器截段相关联。在此，以热开口的更小的总面积实现与其在唯一的热开口中的情况相同的热输入到吸收器管中。附加地，这些热开口可设有狭窄部位。

Claims (23)

1. 一种槽式收集器，其带有聚热区域和布置在所述聚热区域中的吸收器管，它具有从其外表面向内延伸的隔绝区域，其优选地包围沿着长度穿过所述吸收器管的用于输送热量的介质的输送通道并且被在径向上从外穿过所述隔绝区域延伸至所述输送通道的至少一个热开口穿通，其中，至少一个所述热开口对于穿过的辐射具有狭窄部位，其中，所述聚热区域处于所述狭窄部位中。
2. 根据权利要求1所述的槽式收集器，其中，所述热开口在狭窄部位之后向内连续地扩大，这样使得进入所述热开口中的并且在所述聚热区域之后又发散的总的辐射基本上能够直接到达所述输送通道。
3. 根据权利要求1所述的槽式收集器，其中，所述热开口构造为从所述吸收器管的外表面延伸直至到所述输送通道中的连接通道，其中，所述连接通道在所述狭窄部位后面向内连续地扩大并且优选地构造有反射的壁，这样使得在所述聚热区域之后又发散的所述辐射基本上没有在反射的所述壁处的吸收的情况下完全到达所述输送通道。
4. 根据权利要求1所述的槽式收集器，其中，每个焦线区域关联有热开口，其构造为在所述吸收器管的长度上延伸的、在外界与所述输送通道之间的裂口状的连接通道，其中，每个热开口的所述狭窄部位优选地处于所述吸收器管的外表面处，并且其中，所述连接通道那么向内扩大。
5. 根据权利要求1所述的槽式收集器末，其带有一个或多个焦线区域，其中，每个焦线区域关联有至少一个热开口，其构造为在所述吸收器管的长度上延伸的、在外界与所述输送通道之间的裂口状的连接通道，其中，每个热开口的所述狭窄部位位于所述连接通道的内部中，使得所述连接通道不仅向内而且向外扩大或者所述狭窄部位设置在所述隔绝区域的内侧处。
6. 根据权利要求1所述的槽式收集器，其带有多排彼此毗邻的焦点区域，其中，每个焦点关联有单独的构造为连接通道的热开口，其与其余所述热开口通过所述隔绝区域分离，其狭窄部位优选地处于所述吸收器管的外表面处。
7. 根据权利要求1所述的槽式收集器，其带有多排彼此毗邻的焦点区域，其中，每个焦点关联有单独的构造为连接通道的热开口，其与其余所述热开口通过所述隔绝区域分离，其狭窄部位处于所述连接通道的内部中，并且其中，所述连接通道从其出发不仅向内而且向外扩大或者其狭窄部位设置在所述隔绝区域的内侧处。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的槽式收集器，其中，至少所述连接通道的内壁的截段构造成使得其将进入的集中的辐射朝向所述输送通道反射。
9. 一种用于槽式收集器的吸收器管，其具有从其外表面向内延伸的隔绝区域，它优选地包围沿着长度穿过所述吸收器管的用于输送热量的介质的输送通道并且被在径向上从外穿过所述隔绝区域延伸至所述输送通道的至少一个热开口穿通，其中，至少一个所述热开口在穿过的辐射的方向上具有狭窄部位并且从其出发扩大。
10. 根据权利要求9所述的吸收器管，其中，至少一个所述热开口构造为裂口状的连接通道，其在所述吸收器管的长度上延伸，其中，其狭窄部位位于所述吸收器管的外表面处。
11. 根据权利要求9所述的吸收器管，至少一个所述热开口构造为裂口状的连接通道，其在所述吸收器管的长度上延伸，其中，其狭窄部位位于其内部中，并且其中，所述连接通道从其出发不仅向内而且向外扩大。
12. 根据权利要求9所述的吸收器管，其中，设置有一定数目的成排相继布置在所述吸收器管的长度上的热开口，其彼此间通过所述隔绝区域分离。
13. 根据权利要求9或10所述的吸收器管，其中，多排热开口彼此平行地毗邻设置。
14. 根据权利要求9至13中任一项所述的吸收器管，其中，每个热开口构造为连接通道，其从外表面向内延伸，其狭窄部位位于所述外表面处，并且其向内扩大。
15. 根据权利要求10至14中任一项所述的吸收器管，其中，每个热开口构造为连接通道，其从外表面向内延伸，其狭窄部位位于其内部中，并且所述连接通道从其出发不仅向内而且向外扩大。
16. 根据权利要求9至15中任一项所述的吸收器管，其中，至少所述连接通道的内壁的截段构造成使得其将进入的集中的辐射朝向输送通道反射。
17. 根据权利要求16所述的吸收器管，其中，反射的所述截段构造为复合抛物面集中器。
18. 一种槽式收集器，其带有线性集中器，它划分成多个彼此平行延伸的截段，其特征在于吸收器管，其优选地具有从其外表面向内延伸的隔绝区域，它优选地包围沿着长度穿过所述吸收器管的用于输送热量的介质的输送通道，并且对于所述线性集中器的截段中的每个具有至少一个热开口，其中，每截段该至少一个热开口彼此平行延伸并且在所述吸收器管的长度上延伸或者每截段形成相继布置的热开口保持部的排。
19. 根据权利要求18所述的槽式收集器，其中，所述热开口构造为从所述吸收器管的外表面延伸直到所述输送通道中的连接通道，并且其中，所述连接通道通过所述隔绝区域彼此分离。
20. 一种用于槽式收集器的吸收器管，其优选地具有从其外表面向内延伸的隔绝区域，它包围沿着长度穿过所述吸收器管的用于输送热量的介质的输送通道或者具有用于光电电池的保持部，其特征在于彼此平行延伸的、在所述吸收器管的长度上伸延的多个热开口或者在于在所述吸收器管长度上行进的多排热开口。
21. 根据权利要求17所述的吸收器管，其中，所述热开口构造为从所述吸收器管的外表面延伸直到所述输送通道中的连接通道，并且其中，所述连接通道通过所述隔绝区域彼此分离。
22. 根据权利要求17或20所述的吸收器管，其中，设置有在所述吸收器管的长度上延伸的两个、优选地四个并且特别优选地六个热开口或开口排。
23. 根据前述权利要求中任一项所述的槽式收集器，其中，所述热开口构造为用于光电电池的保持部。
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