DE102013225457A1

DE102013225457A1 - Parabolrinnenkollektor mit segmentierter Parabolrinnengeometrie

Info

Publication number: DE102013225457A1
Application number: DE102013225457.1A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Schiel; Axel Schweitzer
Original assignee: Sbp Sonne GmbH
Current assignee: Flabeg Fe De GmbH
Priority date: 2013-06-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2014-12-11

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Parabolrinnenkollektor (10) umfassend eine Spiegelfläche (12) und ein Absorberrohr (18), wobei eine Brennlinie (16) der Spiegelfläche (12) innerhalb des Absorberrohrs (18) verläuft. Die Spiegelfläche (12) umfasst mindestens zwei paraboloide Spiegelsegmente (13), und mindestens zwei Spiegelsegmente (13) weisen unterschiedliche Brennweiten auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Parabolrinnenkollektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Parabolrinnenkollektoren sind der Sonne nachgeführte, fokussierende Solarkollektoren. Ihre einachsig parabolisch gekrümmte Spiegelfläche reflektiert das Sonnenlicht auf ein entlang der Brennlinie der Spiegelfläche angebrachtes vakuumisoliertes Absorberrohr. Ein durch das Absorberrohr gepumptes Wärmeträgermedium – in der Regel ein synthetisches Thermoöl – wird durch die konzentrierte Solarstrahlung erhitzt. Durch Hintereinanderschalten von mehreren Parabolrinnenkollektoren entstehen mehrere hundert Meter lange Stränge, so genannte Loops. Das heiße Wärmeträgermedium einer großen Anzahl dieser Loops wird gesammelt und bspw. zentral einem Dampferzeuger zugeführt, dem eine konventionelle Dampfturbine mit einem Generator zur Erzeugung elektrischer Energie nachgeschaltet ist.
Wird die vom Parabolrinnenkollektor erzeugte thermische Energie nicht aktuell benötigt, kann diese auch optional einem thermischen Speicher zugeführt werden und zu einem späteren Zeitpunkt zur Stromerzeugung verwendet werden. Die Spiegelflächen mit dem Absorberrohr in deren Brennlinie werden in der Regel hydraulisch dem Stand der Sonne nachgeführt.
Aufgabe der Erfindung ist es, den bekannten Parabolrinnenkollektor so weiterzuentwickeln, dass er effizienter und wirtschaftlicher betrieben werden kann.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Spiegelfläche mindestens zwei paraboloide Spiegelsegmente umfasst, und dass mindestens zwei Spiegelsegmente unterschiedliche Brennweiten aufweisen. Dadurch, dass die Spiegelfläche aus mindestens zwei Spiegelsegmenten besteht, ergibt sich ein zusätzlicher Freiraum bei der geometrischen Ausbildung der Spiegelfläche, insbesondere in der Breite und Tiefe der Spiegelfläche. So kann bspw. die Tiefe der segmentierten Spiegelfläche gegenüber einer geschlossenen, einteiligen Spiegelfläche verringert werden. Dies erzeugt eine geringere Angriffsfläche für Wind und die gesamte Vorrichtung kann leichter und kostengünstiger hergestellt werden. Der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Parabolrinnenkollektors bleibt dabei gegenüber dem bekannten Parabolrinnenkollektor im Wesentlichen unverändert oder verbessert sich sogar leicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Spiegelsegmente der Spiegelfläche relativ zur Brennlinie zueinander versetzt angeordnet sind. Dabei können sich Spiegelelemente auch teilweise überlappen. Um einen effektiv arbeitenden Parabolrinnenkollektor zu schaffen, ist deswegen weiterhin vorgesehen, dass die Brennlinien aller Spiegelsegmente der Spiegelfläche innerhalb des Absorberrohrs verlaufen. Insbesondere durch die versetzte Anordnung der Spiegelsegmente bilden sich zwischen den einzelnen Spiegelsegmenten Zwischenräume bzw. Spalten. Da der Wind durch die Spalten entweichen kann, werden die auf den Parabolrinnenkollektor einwirkenden Windlasten wesentlich gemindert. Dadurch wird eine wesentlich geringere Kraft auf die Spiegelfläche erzeugt, so dass der gesamte Parabolrinnenkollektor mechanisch weniger belastet wird. In Folge dessen kann auch die Tragstruktur für den Parabolrinnenkollektor leichter und kostengünstiger ausgebildet sein.
Die erfindungsgemäßen Spalten zwischen den Segmenten der Spiegelfläche werden dahingehend optimiert, dass durch einen Druckausgleich zwischen der Vorder- und der Rückseite der Spiegelfläche die Windlasten maximal reduziert werden. Dieser Optimierungsprozess kann bei Bedarf auch im Windkanal erfolgen.
Die parallel zueinander verlaufenden Kanten zweier benachbart angeordneter Spiegelsegmente weisen dabei einen Abstand von mehr als 5 cm, bevorzugt von mehr als 10 cm und besonders bevorzugt zwischen 20 cm und 40 cm auf.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Spiegelsegmente der Spiegelfläche zu einer Mittellinie der Spiegelfläche symmetrisch angeordnet sind. Dies bringt insbesondere herstellungstechnische Vorteile, da zu beiden Seiten der Mittelinie baugleiche Spiegelsegmente verwendet werden können. Dies macht den Parabolrinnenkollektor in der Herstellung kostengünstiger.
Der Parabolrinnenkollektor weist ferner eine Tragstruktur und einen hydraulischen Antrieb zum Nachführen der Spiegelfläche nach einem Stand der Sonne und zum Verschwenken des Parabolrinnenkollektors in eine Windschutzstellung auf. Erfindungsgemäß wird dazu vorgeschlagen, dass der hydraulische Antrieb zwei Hydraulikzylinder mit Kolbenstangen umfasst, dass und die Hydraulikzylinder jeweils einen Hebelarme betätigt, umfasst, und dass die Hebelarme derart an der Tragstruktur angeordnet sind, dass die Hebelarme des hydraulischen Antriebs symmetrisch ausgerichtet sind, wenn sich der Parabolrinnenkollektor in der 90°-Stellung (noon) befindet.
Der Parabolrinnenkollektor wird während des Betriebs morgens von einer Windschutzstellung in Richtung Osten bei etwa 0° bis mittags in eine 90°-Stellung in vertikaler Richtung und anschließend im Laufe des Nachmittags auf eine Stellung in Richtung Westen bei etwa 180° geschwenkt und dabei kontinuierlich dem Stand der Sonne nachgeführt.
Dabei ist bei bekannten Parabolrinnenkollektoren die Stellung 0° (Richtung Osten) grundsätzlich die Ruheposition und die Windschutzstellung, da in dieser Position die für die Bemessung relevanten Windlasten auf den hydraulischen Antrieb minimal sind.
Der Verfahrbereich endet abends im Westen bei etwa 180°. In dieser Stellung erlauben die Hebelverhältnisse herkömmlicher hydraulischer Antriebe 34 keine hohen Windlasten, so dass der bekannte Parabolrinnenkollektor abends und bei aufkommendem Sturm immer in die Stellung 0°, also um 180° zurückgeschwenkt werden muss.
Bei dem erfindungsgemäßen Parabolrinnenkollektor sind die Hebelverhältnisse des hydraulische Antriebs in der 90° Stellung symmetrisch ausgerichtet. In Folge dessen wirken in der Stellung 0° (Richtung Osten) die gleichen Kräfte auf den hydraulischen Antrieb wie in der Stellung 180° (Richtung Westen). Beide Stellungen sind damit gleichwertig und können als Windschutz-, Ruhe und/oder Wartungsposition genutzt werden.
Die durchschnittliche Zeitdauer zum Erreichen einer Windschutzposition kann durch die erfindungsgemäße symmetrische Anordnung des hydraulischen Antriebs mindestens halbiert werden, da zum Erreichen der Windschutzposition im Osten oder im Westen nur noch um maximal 90° geschwenkt werden muss, während im ungünstigsten Fall „aufkommender Sturm am späten Nachmittag“ bei herkömmlichen Parabolrinnenkollektoren ein Verschwenken um etwa fast 180 ° erforderlich ist.
Die Verkürzung der Dauer bis zum Erreichen einer Windschutzposition bewirkt eine bessere Anlagenausnutzung. Dies ist besonderes von Bedeutung, wenn man sich vergegenwärtigt, dass herkömmliche Parabolrinnenkollektoren zum Schwenken um 180° etwa ca. 30 Minuten benötigt.
Zur Verdeutlichung soll folgende Situation unterstellt werden:
Sturm von 17:00 Uhr bis 17:30 Uhr.
Sonnenuntergang 18:00 Uhr.
Ein herkömmlicher Parabolrinnenkollektor benötigt etwa 25 Minuten, um die Windschutzposition zu erreichen, so dass ab 16:35 Uhr der Parabolrinnenkollektor aus der Sonne geschwenkt werden muss. Nach dem Ende des Sturms im 17:30 Uhr kann auch keine Solarenergie mehr gesammelt werden, weil der Parabolrinnenkollektor erst um 18.00 Uhr wieder in Arbeitsposition sein kann. Es fehlen somit 1 h 25 min an Stromerzeugung.
Ein erfindungsgemäßer Parabolrinnenkollektor benötigt etwa 5 Minuten, um die Windschutzposition 180° zu erreichen, so dass ab 16:55 Uhr der Parabolrinnenkollektor aus der Sonne geschwenkt werden muss. Nach dem Ende des Sturms im 17:30 Uhr, erreicht der erfindungsgemäße Parabolrinnenkollektor in weniger als 5 min die Arbeitsposition und kann noch 25 min Solarenergie einsammeln. Der Sturm führt somit nur zu einer Stillstandszeit von 40 min, was einer Erhöhung der Betriebsdauer gegenüber einem herkömmlichen Parabolrinnenkollektor von 45 min. entspricht. Bei einer maximalen Gesamtnutzungsdauer von 12 h/Tag, ist dies eine signifikante Verbesserung.
Durch die erfindungsgemäße symmetrische Anordnung des hydraulischen Antriebs und die daraus resultierenden längeren Betriebszeiten, verbessert sich die Wirtschaftlichkeit, weil die durch hohe Windgeschwindigkeiten verursachten tillstandszeiten stark reduziert werden können.
Durch die symmetrische Anordnung des hydraulischen Antriebs in der 90°-Stellung kann außerdem die erlaubte maximale Windgeschwindigkeit im Betrieb erhöht werden. Weiterhin kann in Abhängigkeit von der Windrichtung jeweils die aerodynamisch günstigere Windschutzstellung gewählt werden.
Ferner kann es vorteilhaft sein, die Hydraulikzylinder doppeltwirkend auszuführen.
Nachfolgend wird anhand der Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielhaft erläutert. Es zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung eines Parabolrinnenkollektors nach dem Stand der Technik;
2 eine isometrische Darstellung eines erfindungsgemäßen Parabolrinnenkollektors;
3 eine Tragstruktur für den Parabolrinnenkollektor im Detail;
4 ein erfindungsgemäßer Parabolrinnenkollektor in einer schematischen Schnittdarstellung;
5 einen Teil des Parabolrinnenkollektors aus 4 in einer perspektivischen Darstellung;
6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Parabolrinnenkollektors in einer schematischen Schnittdarstellung;
7 eine Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Parabolrinnenkollektors;
8 eine Darstellung der Ausrichtung des Parabolrinnenkollektors nach dem Stand der Sonne;
9 ein erfindungsgemäßer hydraulischer Antrieb zur Ausrichtung des Parabolrinnenkollektors in eine 90°-Stellung in einer ersten Ansicht;
10 der Antrieb aus 9 in einer zweiten Ansicht; und
11 der hydraulische Antrieb aus 9 und 10 in einer Windschutzstellung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Parabolrinnenkollektor 10 nach dem Stand der Technik. Der Parabolrinnenkollektor 10 umfasst im Wesentlichen eine einachsig parabolisch gekrümmte reflektierende Spiegelfläche 12. Diese Spiegelfläche 12 fokussiert einfallende Sonnenstrahlen 14 auf eine sogenannte Brennlinie 16. Der Ort der Brennlinie 16 hängt von der Geometrie der Spiegelfläche 12 ab.
Entlang der Brennlinie 16 ist ein vakuumisoliertes Absorberrohr 18 an einer Halterung 32 (siehe 7) angeordnet. Das Absorberrohr 18 ist im Innern vorzugsweise mit einer selektiven Beschichtung 19 versehen.
Typischerweise konzentriert der Parabolrinnenkollektor 10 das einfallenden Sonnenlicht um den Faktor 80 bis 120. Ein durch das Absorberrohr 18 gepumptes Wärmeträgermedium – in der Regel ein synthetisches Thermoöl (Heat Transportation Fluid, HTF) oder flüssiges Salz – wird durch die fokussierte Solarstrahlung bis auf ca. 400 °C erhitzt. Es sind auch andere Wärmeüberträgermedien bekannt und anwendbar, die Temperaturen von über 500°C zulassen.
Der so ausgebildete Parabolrinnenkollektor 10 wird mitsamt Spiegelfläche 12 und Absorberrohr 18 einachsig, bevorzugt hydraulisch, der im Laufe des Tages wechselnden Position der Sonne nachgeführt. Dazu ist die Spiegelfläche 12 mit dem Absorberrohr 18 über ein Gelenk 17 drehbar gelagert.
Ein einzelnes Parabolrinnenkollektorelement ist etwa 20 m bis 30 m lang. Durch Hintereinanderschalten von mehreren Kollektoreinheiten können mehrere hundert Meter lange Kollektorloops mit einer Länge von 500m bis 1.000m geschaffen werden. Die Breite der Spiegelfläche 12 kann mehrere Meter (z.B. 8 m) betragen. Mehrere hintereinander geschaltete Kollektoreinheiten bilden dann sog. Kollektorloops mit einer Länge von 500–1000 Meter.
Das in den Absorberrohren 18 der Loops erhitzte Wärmeträgermedium wird gesammelt und zentral einem Dampferzeuger zugeführt, dem bspw. eine konventionelle Dampfturbine (Dampfeintritt ca. 370°C bei etwa 100 bar) mit einem Stromgenerator nachgeschaltet ist (nicht dargestellt).
Neben horizontal wirkenden Windbelastungen sind windinduzierte Torsionslasten, sowie eine gewisse zulässige Verformung für die Gestaltung einer geeigneten Tragstruktur, die bspw. als eine Stahlfachwerk mit daran befestigten Spiegelflächen aus Glas ausgebildet sein kann, unbedingt zu berücksichtigen. Insbesondere müssen die Parabolrinnenkollektoren torsionssteif ausgebildet sein.
Für eine statische Auslegung der Parabolrinnenkollektoren 10 sind als äußere Lasten die Belastungen durch Windkräfte maßgeblich. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Parabolrinnenkollektors 10, der auf einer torsionssteifen Tragstruktur 20 angeordnet ist.
Die 3 zeigt die Tragstruktur 20 aus 2. Die Tragstruktur 20 kann bspw. als ein aufgelöster Kastenquerschnitt (Gitterstruktur mit quadratischem Querschnitt) mit beispielhaften Abmessungen von etwa 1,9 m × 1,9 m und einer Länge von ca. 24,5 m gewählt werden. Die Tragstruktur 20 wird z.B. aus vier Fachwerkscheiben aus Winkel- bzw. T-Profilen 22 gebildet, die jeweils an Gurten 24 kraftschlüssig verbunden sind. Die jeweiligen Bezugszeichen sind nur vereinzelt und beispielhaft in 3 den entsprechenden Elementen zugeordnet.
Eine aerodynamische Gestaltung der Parabolrinnenkollektoren 10, sog. Windschutzstellungen und Windzäune vermindern die auf die Parabolrinnenkollektoren 10 wirkende Windkraft und schaffen damit erhebliche Lastreduzierungen. Hieraus ergibt sich eine wirtschaftlichere Auslegung der Gesamtstruktur, die auch zu längeren Betriebszeiten der Parabolrinnenkollektoren 10 führen.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Parabolrinnenkollektoren 10 bildet die Spiegelfläche 12 im Querschnitt eine geschlossene Parabel. Lediglich dort, wo zwei Spiegelflächen auf Stoß aneinander gesetzt werden, entsteht eine kleine Fuge, die aber die Parabelform der Spiegelfläche nicht unterbricht.
In der 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Parabolrinnenkollektors 10 schematisch im Schnitt dargestellt. Der erfindungsgemäße Parabolrinnenkollektor 10 umfasst eine Spiegelfläche 12, die in drei Spiegelsegmente 13 unterteilt ist. Die Anzahl der Spiegelsegmente 13 ist jedoch beliebig. Eine symmetrische Anordnung der Spiegelsegmente 13 in Relation zu einer Symmetrieebene 29 ist dabei bevorzugt. Die Brennlinie 16 liegt bei diesem Ausführungsbeispiel in der Symmetrieebene 29. Dies muss nicht zwingend so sein.
Die einzelnen Spiegelsegmente 13 sind vorzugsweise stufenweise voneinander abgesetzt und weisen unterschiedliche Brennweiten auf. Die unterschiedlichen Brennweiten sind derart ausgewählt, dass trotz unterschiedlicher Entfernung und Ausrichtung der Spiegelsegmente 13 zu dem Absorberrohr 18 die Brennlinien 16 aller Spiegelsegmente 13 innerhalb des Absorberrohrs 18 liegen. Die einzelnen Spiegelsegmente 13 können sich dabei bei einer Sicht auf die gesamte Spiegelfläche 12 teilweise gegenseitig überlappen (siehe Bezugszeichen 28). Durch den erfindungsgemäßen Parabolrinnenkollektor 10 mit der segmentierten Spiegelfläche 12 werden die Windlasten reduziert und wegen der höheren zulässigen Windgeschwindigkeit die möglichen Betriebszeiten der Parabolrinnenkollektoren 10 verlängert.
Durch die segmentierte und voneinander beabstandete Ausbildung der Spiegelfläche 12 mit den Spiegelsegmenten 13 kann die Tiefe T der gekrümmten Spiegelfläche 12 gegenüber einer geschlossenen Spiegelfläche 12 nach dem Stand der Technik verringert werden. Wegen der geringeren Angriffsfläche für Wind, kann die gesamte Tragstruktur leichter und kostengünstiger hergestellt werden.
Die Aufteilung der Spiegelfläche 12 auf die Spiegelsegmente 13 weist den somit Vorteil auf, dass Windlasten auf den Parabolrinnenkollektor 10 wesentlich gemindert werden können, da der Wind durch die Spalten 30 entweichen kann und eine wesentlich geringere Kraft auf die Spiegelfläche 12 erzeugt als ohne Spalten 30. Die entstehenden Spalten 30 können so konzipiert sein, dass eine optimale Windlastreduzierung durch einen Druckausgleich zwischen der Vorder- und der Rückseite der Spiegelfläche 12 erreicht wird.
Die parallel zueinander verlaufenden Kanten zweier benachbart angeordneter Spiegelsegmente 13 weisen bspw. einen Abstand von mehr als 5 cm, bevorzugt von mehr als 10 cm und besonders bevorzugt zwischen 20 cm und 40 cm auf. Den optimalen Abstand kann man durch Berechnungen und/oder Windkanalversuche ermitteln.
Weil sich die Bauhöhe T der Spiegelfläche 12 durch die erfindungsgemäßen Spiegelsegmente 13 verringert, werden die angreifenden Windkräfte weiter reduziert.
Zum besseren Verständnis zeigt 5 den erfindungsgemäßen Parabolrinnenkollektor 10 zusätzlich in einer perspektivischen Darstellung mit Sonnenstrahlen 14 des in einer Ebene einfallenden Sonnenlichts.
6 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Parabolrinnenkollektors 10. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Spiegelfläche 12 in fünf Spiegelsegmente 13 unterteilt. Alle Spiegelsegmente 13 sind voneinander abgesetzt. Zwischen benachbarten Spiegelsegmenten 13 sind Spalte 30 vorhanden. Auch hier sind die Brennweiten der einzelnen Spiegelsegmente 13 unterschiedlich und so gewählt, dass die Brennlinien der Spiegelsegmente 13 innerhalb des Absorberrohrs 18 liegen.
Durch die segmentierte und voneinander beabstandete Ausbildung der Spiegelfläche 12 mit den Spiegelsegmenten 13 kann die Tiefe T der gekrümmten Spiegelfläche 12 gegenüber einer geschlossenen Spiegelfläche 12 nach dem Stand der Technik verringert werden. Wegen der geringeren Angriffsfläche für Wind, kann die gesamte Tragstruktur leichter und kostengünstiger hergestellt werden.
Wie sich besonders deutlich aus den 7 sowie 9 bis 11 ergibt, wird der Parabolrinnenkollektor 10 mitsamt der Tragstruktur 20 in der Regel durch einen hydraulischen Antrieb 34, der an einem Haltemast 36 angeordnet ist, im Laufe des Tages der Position der Sonne nachgeführt.
Der Parabolrinnenkollektor 10 wird während des Betriebs morgens von der Windschutzstellung in Richtung Osten bei etwa 0° (Stellung "East") im Laufe des Tages auf eine 90°-Stellung (Stellung "Noon") in vertikaler Richtung und anschließend im Laufe des Nachmittags auf eine Stellung in Richtung Westen bei etwa 180° (Stellung "West") geschwenkt und damit dem Stand der Sonne nachgeführt (siehe dazu Bezugszeichen 37 in 8).
Dabei ist bei dem Parabolrinnenkollektor 10 aus dem Stand der Technik die Stellung "East" (0°) grundsätzlich die Ruheposition (Windschutzstellung), in die der Parabolrinnenkollektor 10 zurückgeschwenkt werden muss, wenn er nicht in Betrieb ist. Außerdem ist die Stellung "East" die Position, in der Wartungsarbeiten durchgeführt werden. In dieser Position sind die für die Bemessung relevanten Windlasten auf den hydraulisch bewegbaren Antrieb 34 minimal.
Der Verfahrbereich endet abends im Westen bei etwa 180°. In dieser Stellung erlauben die Hebelverhältnisse herkömmlicher hydraulischer Antriebe 34 keine hohen Windlasten, so dass der bekannte Parabolrinnenkollektor 10 abends immer in die Stellung "East" (0°), also um 180° zurückgeschwenkt werden muss. Eine gängige Zeitdauer zum Schwenken des Parabolrinnenkollektors 10 um 180° liegt bei ca. 30 Minuten.
Bei dem erfindungsgemäßen Parabolrinnenkollektor 10 sind die Hebelverhältnisse des hydraulische Antriebs in der in 8 dargestellten 90° Stellung (Stellung "Noon") symmetrisch ausgerichtet. In Folge dessen wirken in der Stellung 0° (Stellung "East") die gleichen Kräfte auf den hydraulischen Antrieb 34 wie in der Stellung 180° (Stellung "West"). Die Stellung "East" und die Stellung "West" sind damit gleichwertig und können beide als Windschutz- und/oder Wartungsposition genutzt werden. Die Zeit, um die Windschutzposition bei aufkommenden starken Wind zu erreichen, kann durch den erfindungsgemäßen Parabolrinnenkollektor 10 mindestens halbiert werden, da zum Erreichen der Windschutzposition "East" oder "West" nur noch um maximal 90° geschwenkt werden muss.
Der Pfeil 38 deutet die Schwenkmöglichkeiten des Parabolrinnenkollektors 10 an. Dadurch kann der Parabolrinnenkollektor 10 z.B. bis kurz vor einem beginnenden Sturm in Betrieb bleiben, was die Wirtschaftlichkeit verbessert.
Die 9 und 10 zeigen den erfindungsgemäßen hydraulischen Antrieb 34 im Detail in zwei unterschiedlichen Seitenansichten. Der hydraulische Antrieb 34 umfasst im Wesentlichen zwei Hydraulikzylinder 44 und zwei darin geführte Kolbenstangen 46, die gelenkig über Hebelarme 48 mit einem Anker 40 verbunden sind. Der Anker 40 wiederum ist mit der Tragstruktur 20 bzw. mit dem Parabolrinnenkollektor 10 fest verbunden.
Durch Betätigen mindestens einer der beiden Hydraulikzylinder 44 kann der Anker 40 und damit die Tragstruktur 20 im Gelenk 17 geschwenkt werden (siehe Pfeil 38). Bevorzugt werden doppeltwirkende Hydraulikzylinder 44 verwendet, damit sich die Hydraulikzylinder 44 in ihrer Wirkung gegenseitig unterstützen und eine teilweise Redundanz erreicht wird.
Die beiden 9 und 10 zeigen den hydraulischen Antrieb 34 in der Mittelstellung bei 90°, in der der hydraulische Antrieb 34 symmetrisch ausgerichtet ist.
Die 11 zeigt die Hebelverhältnisse des hydraulischen Antriebs 34 in der Stellung 0° (Stellung "East") oder Stellung 180° (Stellung "West"), die vom Kräfteaufkommen her als gleichwertige Windschutzstellungen betrachtet werden können. Daraus ergeben sich folgende vorteilhafte Eigenschaften:

• Zwei gleichwertige Windschutzstellungen ("East" und "West")
• Mindestens eine Halbierung der Fahrtzeit zur entsprechenden Windschutzstellung;
• Erhöhung einer erlaubten maximalen Windgeschwindigkeit im Betrieb;
• Mögliche Wahl der aerodynamisch günstigeren Windschutzstellung in Abhängigkeit von der Windrichtung;
• Reduzierung der Stillstandszeiten des Parabolrinnenkollektors 10, die durch hohe Windgeschwindigkeiten verursacht werden.

Claims

Parabolrinnenkollektor (10) umfassend eine Spiegelfläche (12) und ein Absorberrohr (18), wobei eine Brennlinie (16) der Spiegelfläche (12) innerhalb des Absorberrohrs (18) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelfläche (12) mindestens zwei paraboloide Spiegelsegmente (13) umfasst, und dass mindestens zwei Spiegelsegmente (13) unterschiedliche Brennweiten aufweisen.
Parabolrinnenkollektor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelsegmente (13) der Spiegelfläche (12) zueinander versetzt angeordnet sind.
Parabolrinnenkollektor (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennlinien (16) aller Spiegelsegmente (13) der Spiegelfläche (12) innerhalb des Absorberrohrs (18) verlaufen.
Parabolrinnenkollektor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelsegmente (13) der Spiegelfläche (12) zu einer Mittellinie (29) der Spiegelfläche (12) symmetrisch angeordnet sind.
Parabolrinnenkollektor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zueinander verlaufende Kanten zweier benachbart angeordneter Spiegelsegmente (13) einen Abstand von mehr als 5 cm, bevorzugt von mehr als 10 cm und besonders bevorzugt zwischen 20 cm und 40 cm aufweisen.
Parabolrinnenkollektor (10) umfassend eine Spiegelfläche (12), ein Absorberrohr (18), eine Tragstruktur (20) und einen hydraulischen Antrieb (34) zum Nachführen der Spiegelfläche (12) nach der Sonne und zum Verschwenken des Parabolrinnenkollektors (10) in eine Windschutzstellung, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Antrieb (34) zwei Hydraulikzylinder (44) und zwei mit den Hydraulikzylindern (44) gelenkig verbundenen Hebelarme (48) umfasst, und dass die Hebelarme (48) derart an der Tragstruktur (20) angeordnet sind, dass die Hebelarme (48) symmetrisch ausgerichtet sind, wenn sich der Parabolrinnenkollektor (10) in der 90°-Stellung (Noon) befindet.
Parabolrinnenkollektor (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschwenkbewegung des Parabolrinnenkollektors (10) aus der 90°-Stellung (Noon) heraus maximal etwa 90° beträgt.
Parabolrinnenkollektor (10) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Antrieb (34) an einem Haltemast (36) für den Parabolrinnenkollektor (10) angeordnet ist.