CH704006A1

CH704006A1 - Solar collector comprises first concentrator arrangement having first radiation path with combustion line portion, which exhibits incident solar radiation alternately in operating region, and absorber arrangement for concentrated radiation

Info

Publication number: CH704006A1
Application number: CH01746/10A
Authority: CH
Inventors: Andrea Pedretti
Original assignee: Airlight Energy Ip Sa
Priority date: 2010-10-24
Filing date: 2010-10-24
Publication date: 2012-04-30

Abstract

Solar collector comprises a first concentrator arrangement having a first radiation path with a combustion line portion, which exhibits incident solar radiation (5) alternately in an operating region, and an absorber arrangement for concentrated radiation. The first concentrator arrangement comprises many concentrator sections with a focal line area, and a second concentrator arrangement is provided with many rows of additional concentrators along the length of the absorber arrangement, which are arranged behind one another. Solar collector comprises a first concentrator arrangement having a first radiation path with a combustion line portion, which exhibits incident solar radiation (5) alternately in an operating region, and an absorber arrangement for concentrated radiation. The first concentrator arrangement comprises many concentrator sections with a focal line area, and a second concentrator arrangement is provided with many rows of additional concentrators along the length of the absorber arrangement, which are arranged behind one another. The additional concentrators of each row respectively exhibit an associated focal line area and are arranged in the first radiation path before the respective focal line area, and the additional concentrators have a second radiation path, each with a focal line area. The collector exhibits a device for running the alignment in an alignment region of additional concentrators against an actual path of a radiation of concentrator section of the first concentrator arrangement. A thermal opening is associated with each row of additional concentrator, respectively along the length of the absorber arrangement, which is arranged on the absorber arrangement in adjacently extending rows. The device is provided for aligning the running additional concentrators, whose focal point areas are fixed in its associated thermal opening. An independent claim is also included for an absorber tube (7), where the absorber arrangement is formed as an absorber tube, and is completely insulated on the outside including the areas situated between the thermal openings.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rinnenkollektor mit einem Brennbereich und einem im Brennbereich angeordneten Absorberrohr. The present invention relates to a trough collector with a combustion region and an absorber tube arranged in the combustion region.

[0002] Rinnenkollektoren der genannten Art finden u.a. in Sonnenkraftwerken Anwendung. Trough collectors of the type mentioned u.a. in solar power plants application.

[0003] Bis heute ist es wegen der noch nicht überwundenen Nachteile der Fotovoltaik nicht gelungen, Solarstrom in Anwendung dieser Technologie in annähernd kostendeckender Art zu erzeugen. Solarthermische Kraftwerke hingegen produzieren schon seit einiger Zeit Strom im industriellen Massstab zu Preisen, die - gegenüber der Fotovoltaik - nahe an den heute üblichen kommerziellen Preisen für in herkömmlicher Art erzeugten Strom liegen. To date, it has not been able to produce solar power in application of this technology in approximately cost-covering nature because of the not yet overcome disadvantages of photovoltaics. Solar thermal power plants, on the other hand, have been producing electricity on an industrial scale for some time now at prices which, compared to photovoltaics, are close to the current commercial prices for conventionally generated electricity.

[0004] In Solarthermischen Kraftwerken wird die Strahlung der Sonne durch Kollektoren mit Hilfe des Konzentrators gespiegelt und gezielt auf einen Ort fokussiert, in welchem dadurch hohe Temperaturen entstehen. Die konzentrierte Wärme kann abgeführt und zum Betrieb von thermischen Kraftmaschinen wie Turbinen verwendet werden, die wiederum die Strom erzeugenden Generatoren antreiben. In solar thermal power plants, the radiation of the sun is mirrored by collectors with the help of the concentrator and focused specifically focused on a place in which thereby high temperatures. The concentrated heat can be dissipated and used to operate thermal engines such as turbines, which in turn drive the generating generators.

[0005] Heute sind drei Grundformen von solarthermischen Kraftwerken im Einsatz: Dish-Sterling-Systeme, Solarturmkraftwerkssysteme und Parabolrinnensysteme. Today, three basic forms of solar thermal power plants are in use: Dish Sterling systems, solar tower power plant systems and parabolic trough systems.

[0006] Die Dish-Sterling-Systeme als kleine Einheiten im Bereich von bis zu 50 kW pro Modul haben sich nicht generell durchgesetzt. The Dish Sterling systems as small units in the range of up to 50 kW per module have not generally prevailed.

[0007] Solarturmkraftwerksysteme besitzen einen zentralen, erhöht (auf dem «Turm») montierten Absorber für das durch hunderte bis tausende von einzelnen Spiegeln mit zu ihm gespiegelte Sonnenlicht, womit die Strahlungsenergie der Sonne über die vielen Spiegel bzw. Konzentratoren im Absorber konzentriert und so Temperaturen bis zu 1300° C erreicht werden sollen, was für den Wirkungsgrad der nachgeschalteten thermischen Maschinen (in der Regel ein Dampf- oder Fluidturbinenkraftwerk zur Stromerzeugung) günstig ist. Die Anlage «Solar two» in Kalifornien besitzt eine Leistung von mehreren MW. Die Anlage PS20 in Spanien besitzt eine Leistung von 20 MW. Solarturmkraftwerke haben (trotz der vorteilhaft erreichbaren hohen Temperaturen) bis heute ebenfalls keine grössere Verbreitung gefunden. Solar tower power plant systems have a central, increased (on the "tower") mounted absorber for hundreds to thousands of individual mirrors with mirrored to him sunlight, so the radiation energy of the sun over the many mirrors or concentrators concentrated in the absorber and so Temperatures up to 1300 ° C to be achieved, which is favorable for the efficiency of the downstream thermal machines (usually a steam or fluid turbine power plant for power generation). California Solar has a capacity of several MW. The PS20 plant in Spain has an output of 20 MW. Solar tower power plants (in spite of the advantageously achievable high temperatures) to date also found no greater distribution.

[0008] Parabolrinnenkraftwerke jedoch sind verbreitet und besitzen Kollektoren in hoher Anzahl, die lange Konzentratoren mit geringer Querabmessung aufweisen, und damit nicht einen Brennpunkt, sondern eine Brennlinie besitzen. Diese Linienkonzentratoren besitzen heute eine Länge von 20 m bis zu 150 m. In der Brennlinie verläuft ein Absorberrohr für die konzentrierte Wärme (bis gegen 500°C), das die Wärme zum Kraftwerk transportiert. Als Transportmedium kommt z.B. Thermoöl, geschmolzene Salze oder überhitzter Wasserdampf in Frage. Parabolic trough power plants, however, are common and have collectors in high numbers, which have long concentrators with small transverse dimension, and thus do not have a focal point, but a focal line. These line concentrators today have a length of 20 m to 150 m. In the focal line runs an absorber tube for the concentrated heat (up to 500 ° C), which transports the heat to the power plant. The transport medium is e.g. Thermal oil, molten salts or superheated steam in question.

[0009] Die 9 SEGS-Parabolrinnen-Kraftwerke in Südkalifornien produzieren zusammen eine Leistung von ca. 350 MW. Das 2007 ans Netz gegangene Kraftwerk «Nevada Solar One» besitzt Rinnenkollektoren mit 182 ́400 gekrümmten Spiegeln, die auf einer Fläche von 140 Hektar angeordnet sind und produziert 65 MW. Andasol 3 in Spanien ist seit September 2009 im Bau, soll in 2011 den Betrieb aufnehmen, so dass die Anlagen Andasol 1 bis 3 eine Höchstleistung von 50 MW aufweisen werden. The 9 SEGS parabolic trough power plants in Southern California together produce an output of about 350 MW. The "Nevada Solar One" power plant, which went online in 2007, has trough collectors with 182,400 curved mirrors arranged over an area of 140 hectares and produces 65 MW. Andasol 3 in Spain, under construction since September 2009, is expected to be operational in 2011 so that the Andasol 1 to 3 turbines will have a maximum output of 50 MW.

[0010] Für die Gesamtanlage (Andasol 1 bis 3) wird ein Spitzenwirkungsgrad von ca. 20% sowie ein Wirkungsgrad im Jahresmittel von rund 15% erwartet. For the overall system (Andasol 1 to 3), a peak efficiency of about 20% and an annual average efficiency of about 15% is expected.

[0011] Wie erwähnt ist ein wesentlicher Parameter für den Wirkungsgrad eines Solarkraftwerks die Temperatur des durch die Kollektoren erhitzten Transportmediums, über welches die gewonnene Wärme vom Kollektor wegtransportiert und für die Umwandlung in beispielsweise Strom genutzt wird: mit höherer Temperatur lässt sich ein höherer Wirkungsgrad bei der Umwandlung erzielen. Die im des Transportmedium realisierbare Temperatur hängt wiederum von der Konzentration der reflektierten Sonnenstrahlung durch den Konzentrator ab. Eine Konzentration von 50 bedeutet, dass im Brennbereich des Konzentrators eine Energiedichte pro m<2> erzielt wird, die der 50 fachen der von der Sonne auf einen m2 der Erdoberfläche eingestrahlten Energie entspricht. As mentioned, an essential parameter for the efficiency of a solar power plant, the temperature of the heated by the collectors transport medium through which the heat is transported away from the collector and used for the conversion into, for example, electricity: with higher temperature can be a higher efficiency at to achieve the conversion. The realizable in the transport medium temperature in turn depends on the concentration of the reflected solar radiation through the concentrator. A concentration of 50 means that in the focal zone of the concentrator an energy density per m 2 is achieved which corresponds to 50 times the energy radiated from the sun to one m 2 of the earth's surface.

[0012] Die theoretisch maximal mögliche Konzentration hängt von der Geometrie Erde - Sonne, d.h. vom Öffnungswinkel der von der Erde aus beobachteten Sonnenscheibe ab. Aus diesem Öffnungswinkel von 0,27° folgt, dass der theoretisch maximal mögliche Konzentrationsfaktor für Rinnenkollektoren bei 213 liegt. The theoretically maximum possible concentration depends on the geometry of the earth - the sun, i. from the opening angle of the solar disk observed from the earth. From this opening angle of 0.27 ° it follows that the theoretically maximum possible concentration factor for trough collectors is 213.

[0013] Selbst mit sehr aufwändig hergestellten, und damit für den industriellen Einsatz (zu) teuren Spiegeln die im Querschnitt einer Parabel gut angenähert sind und damit einen Brennlinienbereich mit kleinstem Durchmesser erzeugen, ist es heute nicht möglich, diese maximale Konzentration von 213 auch nur annähernd zu erreichen. Eine zuverlässig erzielbare Konzentration von ca. 50 bis 60 ist jedoch realistisch und erlaubt bereits die oben genannten Temperaturen von gegen 500°C im Absorberrohr eines Parabolrinnenkraftwerks. Even with very elaborate, and thus for industrial use (too) expensive mirrors are well approximated in cross-section of a parabola and thus produce a focal line area with the smallest diameter, it is not possible today, this maximum concentration of 213 only almost reach. However, a reliably achievable concentration of about 50 to 60 is realistic and already allows the above-mentioned temperatures of about 500 ° C in the absorber tube of a parabolic trough power plant.

[0014] Um die Parabelform eines Rinnenkollektors bei vertretbaren Kosten möglichst gut anzunähern, hat die Anmelderin in WO 2010 / 037243 einen Rinnenkollektor vorgeschlagen, der eine Druckzelle mit einem flexiblen, in der Druckzelle aufgespannten Konzentrator aufweist. Dabei ist der Konzentrator in verschiedenen Bereichen unterschiedlich gekrümmt und kommt so der gewünschten Parabelform recht nahe. Dies ermöglicht zwar, bei vertretbaren Kosten für den Konzentrator eine Temperatur von gegen 500°C im Absorberrohr zu erreichen. In order to approximate as closely as possible the parabolic shape of a gutter collector at a reasonable cost, the Applicant has proposed in WO 2010/037243 a gutter collector which has a pressure cell with a flexible, clamped in the pressure cell concentrator. The concentrator is curved differently in different areas and thus comes quite close to the desired parabolic shape. Although this allows to reach a temperature of about 500 ° C in the absorber tube at a reasonable cost for the concentrator.

[0015] Konventionelle Absorberrohre werden mit aufwendiger und teuerer Konstruktion hergestellt, um die Wärmeverluste soweit wie möglich zu minimieren. Da das die Wärme transportierende Medium im Rohrinneren zirkuliert, erwärmt die durch den Konzentrator konzentrierte Sonnenstrahlung zuerst das Rohr, und dieses dann das Medium, mit der Folge, dass das notwendigerweise gegen 500°C heisse Absorberrohr seiner Temperatur entsprechend Wärme abstrahlt. Die Ab-strahlung von Wärme über das Leitungsnetz für das Wärme transportierende Medium kann 100 W/m erreichen, die Leitungslänge in einer Grossanlage bis 100 km, so dass die Wärmeverluste über das Leitungsnetz für den Gesamtwirkungsgrad des Kraftwerks von erheblicher Bedeutung sind, ebenso der auf die Absorberrohre entfallende Anteil an Wärmeverlusten. In WO 2010/078668 ist ein aussenisoliertes Absorberrohr offenbart, dessen durch den Einsatz in einem Rinnenkollektor gegebene Schlitzöffnung im Hinblick auf die Wärmeverluste optimiert ist. Conventional absorber pipes are made with complex and expensive construction in order to minimize the heat losses as much as possible. Since the heat transporting medium circulates inside the tube, the solar radiation concentrated by the concentrator first heats the tube, and this then the medium, with the result that the necessarily 500 ° C hot absorber tube radiates heat according to its temperature. The radiation of heat through the network for the heat transport medium can reach 100 W / m, the line length in a large system up to 100 km, so that the heat losses through the pipeline network for the overall efficiency of the power plant are of considerable importance, as well as on the absorber tubes account for a share of heat losses. In WO 2010/078668 an externally insulated absorber tube is disclosed, which is optimized by the use in a gutter collector slot opening in terms of heat losses.

[0016] Mit dem Begriff «thermische Öffnung» kann je nach Bauform des Absorberrohrs eine physische Öffnung in der Aussenisolation eines Absorberrohrs gemäss der oben genannten Publikation bezeichnet werden. Der Begriff «thermische Öffnung» umfasst aber auch bei anderen Bauformen einen physisch geschlossenen Bereich, der für den Wärmedurchgang der konzentrierten Sonnenstrahlung konstruiert ist, wobei beispielsweise durch geeignete Beschichtungen am Ort der Wärmeeinstrahlung eine Rückstrahlung der Wärme vermindert werden kann. Dem Fachmann sind solche Konstruktionen bekannt. Dennoch ist es notwendigerweise so, dass am Ort der thermischen Öffnung letztlich keine gute Isolation erzielbar ist, also die entsprechenden relevanten Wärmeverluste hingenommen werden müssen. Depending on the design of the absorber tube, the term "thermal opening" can be used to denote a physical opening in the external insulation of an absorber tube according to the abovementioned publication. However, the term "thermal opening" also includes in other designs a physically closed area which is constructed for the heat transfer of concentrated solar radiation, wherein, for example, by suitable coatings at the site of heat radiation, a return of heat can be reduced. The person skilled in such constructions are known. Nevertheless, it is necessarily the case that at the location of the thermal opening ultimately no good insulation can be achieved, so the corresponding relevant heat losses must be accepted.

[0017] Die vorliegende Erfindung erlaubt nun über die gestellte Aufgabe hinaus ein Absorberrohr zu verwenden, bei dem die Fläche der thermischen Öffnung in einzelne, kleine Öffnungen unterteilt und so auf eine wesentlich verkleinerte Gesamtfläche reduziert ist. Damit sind auch die Wärmeverluste des entsprechenden Absorberrohrs signifikant reduziert. The present invention now allows beyond the stated object to use an absorber tube, wherein the surface of the thermal opening is divided into individual, small openings and is reduced to a significantly reduced total area. Thus, the heat losses of the corresponding absorber tube are significantly reduced.

[0018] Dadurch ergibt sich eine Synergie zu der gemäss der vorliegenden Erfindung in Brennpunktbereiche konzentrierten Strahlung: einerseits wird die mögliche Temperatur im Absorberrohr erhöht, und andererseits werden die Wärmeverluste aus dem Absorberrohr verringert, was hier besonders ins Gewicht fällt, da die Wärmeverluste hauptsächlich durch Wärmeabstrahlung erfolgen, welche mit der vierten Potenz der Temperatur zunimmt. This results in a synergy with the concentrated according to the present invention in focal areas radiation: on the one hand, the potential temperature is increased in the absorber tube, and on the other hand, the heat losses from the absorber tube are reduced, which is particularly significant here, since the heat losses mainly by Heat radiation take place, which increases with the fourth power of the temperature.

[0019] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Rinnenkollektor für die Produktion von Wärme im auch industriellen Massstab bereitzustellen, der einen möglichst hohen Wirkungsgrad aufweist. Object of the present invention is to provide a gutter collector for the production of heat in the industrial scale, which has the highest possible efficiency.

[0020] Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Sonnenkollektor mit den Merkmalen von Anspruch 1. This object is achieved by a solar collector with the features of claim 1.

[0021] Dadurch, dass die thermische Öffnung für hindurch tretende Strahlung eine Engstelle aufweist, wird die Rückstrahlung von Wärme aus dem Absorberrohr hinaus minimiert, was die Wärmemenge, die abtransportiert werden kann erhöht und so den Wirkungsgrad des Rinnenkollektors steigert. Characterized in that the thermal opening for passing radiation has a bottleneck, the return of heat from the absorber tube addition is minimized, which increases the amount of heat that can be removed and thus increases the efficiency of the trough collector.

[0022] Da der Brennbereich in der Engstelle liegt, besitzt diese die minimal mögliche Ausdehnung, da der Pfad der in das Absorberrohr eintretenden, konzentrierten Strahlung im Brennbereich seine minimale Ausdehnung aufweist. Since the focal region is located in the constriction, this has the minimum possible extent, since the path of the entering into the absorber tube, concentrated radiation in the combustion region has its minimum extent.

[0023] Dadurch, dass sich die thermische Öffnung von der Engstelle aus erweitert, kann die konzentrierte Strahlung nach dem Brennbereich wieder divergieren und so den Transportkanal erreichen und dort das Wärme transportierende Medium erwärmen. Characterized in that the thermal opening widens from the constriction, the concentrated radiation can diverge after the firing range again and thus reach the transport channel and there heat the heat-transporting medium.

[0024] Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weisen die Merkmale der abhängigen Ansprüche auf. Preferred embodiments of the present invention have the features of the dependent claims.

[0025] Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigt: <tb>Fig. 1<sep>einen konventionellen Rinnenkollektor, <tb>Fig. 2a<sep>einen Rinnenkollektor mit einer zweiten Konzentratoranordnung, <tb>Fig. 2b<sep>eine Ansicht in einer Querschnittsebene des Rinnenkollektors von Fig. 2a, <tb>Fig. 2c<sep>eine Ansicht in einer Längsebene des Rinnenkollektors von Fig. 2c <tb>Fig. 3a<sep>einen Rinnenkollektor mit einer zweiten Konzentratoranordnung gemäss einer weiteren Ausführungsform <tb>Fig. 3b<sep>einen Schnitt in einer Querschnittsebene des Rinnenkollektors von Fig. 3b, <tb>Fig. 4<sep>eine Ansicht eines Absorberrohrs mit seiner thermischen Öffnung, <tb>Fig. 5a<sep>einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform des Absorberrohrs von Fig. 4, <tb>Fig. 5b<sep>einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform des Absorberrohrs von Fig. 4, <tb>Fig. 6a<sep>eine Ansicht eines Absorberrohrs gemäss einer weiteren Ausführungsform <tb>Fig. 6b<sep>einen Längsschnitt über einen Teilbereich des Absorberrohrs von Fig. 6a, <tb>Fig. 7a<sep>eine Ansicht eines Absorberrohrs gemäss einer noch weiteren Ausführungsform, und <tb>Fig. 7b<sep>einen Längsschnitt über einen Teilbereich des Absorberrohrs von Fig. 7a.The invention will be described below with reference to the figures. It shows: <Tb> FIG. 1 <sep> a conventional trough collector, <Tb> FIG. 2a <sep> a trough collector with a second concentrator arrangement, <Tb> FIG. 2b shows a view in a cross-sectional plane of the trough collector of FIG. 2a, FIG. <Tb> FIG. Fig. 2c <sep> is a view in a longitudinal plane of the trough collector of Fig. 2c <Tb> FIG. 3a <sep> a trough collector with a second concentrator arrangement according to a further embodiment <Tb> FIG. 3b shows a section in a cross-sectional plane of the trough collector of FIG. 3b, FIG. <Tb> FIG. 4 <sep> a view of an absorber tube with its thermal opening, <Tb> FIG. 5a shows a cross section through a first embodiment of the absorber tube of FIG. 4, FIG. <Tb> FIG. 5b <sep> a cross section through a second embodiment of the absorber tube of Fig. 4, <Tb> FIG. 6a <sep> is a view of an absorber tube according to a further embodiment <Tb> FIG. 6b <sep> is a longitudinal section over a partial region of the absorber tube of FIG. 6a, <Tb> FIG. 7a <sep> is a view of an absorber tube according to yet another embodiment, and <Tb> FIG. 7b <sep> is a longitudinal section over a portion of the absorber tube of Fig. 7a.

[0026] Fig. 1 zeigt einen Rinnenkollektor 1 konventioneller Art mit einer Druckzelle 2, welche die Gestalt eines Kissens aufweist und durch eine obere, flexible Membran 3 und eine in der Fig. verdeckte, untere flexible Membran 4 gebildet wird. Fig. 1 shows a trough collector 1 conventional type with a pressure cell 2, which has the shape of a pad and is formed by an upper, flexible membrane 3 and a concealed in the Fig., Lower flexible membrane 4.

[0027] Die Membran 3 ist für Sonnenstrahlen 5 durchlässig, die im Inneren der Druckzelle 2 auf eine Konzentrator-Membran (Konzentrator 10, Fig. 2a) fallen und durch diese als Strahlen 6 reflektiert werden, hin zu einem Absorberrohr 7, in dem ein Wärme transportierendes Medium zirkuliert, das die durch den Kollektor konzentrierte Wärme abführt. Das Absorberrohr 7 wird durch Stützen 8 im Brennlinienbereich der Konzentrator-Membran (Konzentrator 10, Fig. 2a) gehalten. The membrane 3 is permeable to sun rays 5, which fall in the interior of the pressure cell 2 on a concentrator membrane (concentrator 10, Fig. 2a) and are reflected by these as rays 6, towards an absorber tube 7, in which Heat-transporting medium circulates, which dissipates the heat concentrated by the collector. The absorber tube 7 is held by supports 8 in the focal line region of the concentrator membrane (concentrator 10, FIG. 2 a).

[0028] Die Druckzelle 2 ist in einem Rahmen 9 aufgespannt, der wiederum in bekannter Art dem täglichen Sonnenstand entsprechend verschwenkbar auf einem Gestell gelagert ist. The pressure cell 2 is clamped in a frame 9, which in turn is mounted according to the daily position of the sun in a known manner pivotally mounted on a frame.

[0029] Solche Sonnenkollektoren sind beispielsweise in der WO 2010/037 243 und der WO 2008/037 108 beschrieben. Diese Dokumente werden durch Verweis ausdrücklich in die vorliegende Beschreibung einbezogen. Such solar panels are described for example in WO 2010/037 243 and WO 2008/037 108. These documents are expressly incorporated by reference into this specification.

[0030] Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass der Strahlungspfad eines Rinnenkollektors gemäss Fig. 1einen Brennlinienbereich aufweist, wobei das Absorberrohr am Ort des Brennlinienbereichs angeordnet ist. In summary it can be stated that the radiation path of a trough collector according to FIG. 1 has a focal line region, wherein the absorber tube is arranged at the location of the focal line region.

[0031] Obschon die vorliegende Erfindung bevorzugt in einem als Rinnenkollektor ausgebildeten Sonnenkollektor dieser Art, d.h. mit einer Druckzelle und einer in der Druckzelle aufgespannten Konzentrator-Membran Anwendung findet, ist sie in keiner Weise darauf beschränkt, sondern beispielsweise ebenso in Rinnenkollektoren anwendbar, deren Konzentratoren als nicht flexible Spiegel ausgebildet sind. Kollektoren mit nicht flexiblen Spiegeln werden beispielsweise in den oben erwähnten Kraftwerken eingesetzt. Although the present invention is preferably used in a trough collector of this kind, i. E. is used with a pressure cell and a clamped in the pressure cell concentrator membrane application, it is in no way limited thereto, but for example, also applicable in trough collectors whose concentrators are designed as non-flexible mirror. Collectors with non-flexible mirrors are used for example in the above-mentioned power plants.

[0032] In den nachstehend beschriebenen Figuren sind jeweils die für das Verständnis der Erfindung nicht relevanten Teile des Rinnenkollektors weggelassen, wobei hier noch einmal erwähnt sei, dass solche weggelassenen Teile entsprechend des oben beschriebenen Stands der Technik (Kollektoren mit Druckzelle oder solche mit nicht flexiblen Spiegeln) ausgebildet sind und vom Fachmann für den konkreten Anwendungsfall leicht bestimmt werden können. In the figures described below, each of the not relevant to the understanding of the invention parts of the trough collector are omitted, and here again mentioned that such omitted parts according to the above-described prior art (collectors with pressure cell or those with non-flexible Mirrors) are formed and can be easily determined by the skilled person for the specific application.

[0033] Fig. 2a zeigt eine weitere Ausführungsform eines Rinnenkollektors, die bis heute noch nicht bekannt geworden ist. Ein grundsätzlich wie der Kollektor 1 von Fig. 1ausgebildeter Kollektor 10 weist einen Konzentrator 11 und ein an Stützen 8 gelagertes Absorberrohr 12 auf. Sonnenstrahlen 5 fallen auf den Konzentrator 11 und werden von diesem als Strahlen 6 reflektiert. Durch die konkrete Ausbildung des Konzentrators 11 ergibt sich ein erster Strahlungspfad für reflektierte Strahlung, der durch die Strahlen 6 repräsentiert ist. Fig. 2a shows another embodiment of a trough collector, which has not yet become known to this day. A collector 10 formed in principle like the collector 1 of FIG. 1 has a concentrator 11 and an absorber tube 12 mounted on supports 8. Sunbeams 5 fall on the concentrator 11 and are reflected by this as rays 6. The concrete design of the concentrator 11 results in a first radiation path for reflected radiation, which is represented by the beams 6.

[0034] Der Konzentrator 11 ist, da nur in einer Richtung gekrümmt, ein Linearkonzentrator, mit dem Vorteil, dass er gegenüber den in zwei Richtungen gekrümmten Parabol-Konzentratoren einfacher und zudem mit grosser Fläche hergestellt werden kann, ohne dass sich für die Rahmenstruktur und die laufend über Tag notwendige Ausrichtung dem Sonnenstand entsprechend prohibitive konstruktive Randbedingungen ergeben. The concentrator 11 is, as curved only in one direction, a linear concentrator, with the advantage that it can be compared to the parabolic concentrators curved in two directions simpler and also produced with a large area, without affecting the frame structure and the necessary orientation over the day, according to the position of the sun, results in prohibitive constructive constraints.

[0035] Für die Orientierung in der Fig. zeigt der Pfeil 16 die Längsrichtung, der Pfeil 17 die Querrichtung an. Entsprechend ist der Konzentrator 11 in Querrichtung 17 gekrümmt, und in Längsrichtung 16 nicht. For the orientation in the figure, the arrow 16, the longitudinal direction, the arrow 17, the transverse direction. Accordingly, the concentrator 11 is curved in the transverse direction 17, and not in the longitudinal direction 16.

[0036] Der Strahlungspfad des Konzentrators 11 weist einen Brennlinienbereich auf, notwendigerweise, da einerseits auf Grund des Öffnungswinkels der Sonne deren Strahlung 5 nicht parallel einfällt, die Konzentration in eine geometrisch genaue Brennlinie damit gar nicht möglich ist und zudem, weil eine genaue parabelförmige Krümmung des Konzentrators für eine theoretisch soweit wie möglich angenäherte Brennlinie mit vernünftigem Kostenaufwand nicht machbar ist. The radiation path of the concentrator 11 has a focal line area, necessarily, since on the one hand due to the opening angle of the sun whose radiation 5 is not incident parallel, the concentration in a geometrically accurate focal line so that is not possible and also because of an accurate parabolic curvature of the concentrator for a theoretically as close as possible approximated focal line with reasonable cost is not feasible.

[0037] Der Konzentrator 11 ist Bestandteil einer ersten Konzentratoranordnung des Kollektors 10, die hier gebildet ist aus der (wie oben erwähnt zur Entlastung der Figur weggelassenen) Druckzelle, den Organen für Aufrechterhaltung und Steuerung des Drucks und dem Rahmen, in dem der Konzentrator 11 aufgespannt ist. Wie ebenfalls erwähnt, sind die weggelassenen Elemente dem Fachmann bekannt. The concentrator 11 is part of a first concentrator assembly of the collector 10, which is formed here from the (as mentioned above to relieve the figure omitted) pressure cell, the organs for maintaining and controlling the pressure and the frame in which the concentrator eleventh is stretched. As also mentioned, the omitted elements are known to those skilled in the art.

[0038] In der Fig. plattenförmig ausgebildete, für konzentrierte Strahlung transparente optische Elemente 20 sind im ersten Strahlungspfad des Konzentrators 11 (und damit im Strahlungspfad der ersten Konzentratoranordnung) angeordnet, so dass der Strahlungspfad durch diese hindurch verläuft. Diese optischen Elemente 20 brechen die auf sie einfallende (durch den Konzentrator 11 reflektierte) Strahlung 6 derart, dass die Strahlung 6 nach den optischen Elementen 20 als Strahlung 15 in einen Brennpunktbereich konzentriert wird. Mit anderen Worten weist der durch die Strahlung 15 repräsentierte zweite Strahlungspfad jedes der optischen Elemente 20 einen Brennpunktbereich 21 auf. In der Fig. sind eine der Länge des Sonnenkollektors entsprechende Anzahl optischer Elemente 20 dargestellt und deren Brennpunktbereiche beispielhaft bei zwei optischen Elementen 20 eingezeichnet. In the figure, plate-shaped, for concentrated radiation transparent optical elements 20 are arranged in the first radiation path of the concentrator 11 (and thus in the radiation path of the first Konzentratoranordnung), so that the radiation path passes through them. These optical elements 20 break the incident on it (reflected by the concentrator 11) radiation 6 such that the radiation is concentrated 6 after the optical elements 20 as radiation 15 in a focal area. In other words, the second radiation path represented by the radiation 15 of each of the optical elements 20 has a focal point region 21. In the figure, a number of optical elements 20 corresponding to the length of the solar collector are shown, and their focal point ranges are shown by way of example in the case of two optical elements 20.

[0039] Die optischen Elemente 20 sind Bestandteil einer zweiten Konzentratoranordnung, die im ersten Strahlungspfad vor dem Brennlinienbereich angeordnet ist. Zur zweiten Konzentratoranordnung gehören hier beispielsweise noch Träger 22, die am Absorberrohr 12 festgelegt sind und an denen die optischen Elemente 20 in Position gehalten werden. The optical elements 20 are part of a second concentrator arrangement, which is arranged in the first radiation path in front of the focal line region. The second concentrator arrangement here includes, for example, still carriers 22, which are fixed to the absorber tube 12 and at which the optical elements 20 are held in position.

[0040] Das hier als Absorberrohr 12 ausgebildetes Absorberelement befindet sich am Ort der Brennpunktbereiche 21 und besitzt eine Anzahl, mindestens eine, thermische Öffnungen 23 für den Durchtritt der konzentrierten Strahlung 15 in das Innere des Absorberrohrs 12. The absorber element embodied here as an absorber tube 12 is located at the location of the focal point regions 21 and has a number, at least one, thermal openings 23 for the passage of the concentrated radiation 15 into the interior of the absorber tube 12.

[0041] Fig. 2b zeigt einen Schnitt in Querrichtung (Pfeil 17) durch den Kollektor 10 von Fig. 2a mit einer Ansicht des in diese Querschnittsebene projizieren Strahlungsgangs bzw. ersten und zweiten Strahlungspfads der beiden Konzentratoranordnungen. Wie oben erwähnt, sind alle für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlichen Elemente des Rinnenkollektors 10 dem Fachmann bekannt und zur Entlastung der Figur weggelassen. 2b shows a section in the transverse direction (arrow 17) through the collector 10 of FIG. 2a with a view of the radiation path projected into this cross-sectional plane or first and second radiation paths of the two concentrator arrangements. As mentioned above, all elements of the trough collector 10 which are not essential for the understanding of the invention are known to the person skilled in the art and have been omitted in order to relieve the figure.

[0042] Insbesondere ist ersichtlich, dass der erste Strahlungspfad der ersten Konzentratoranordnung (Konzentrator 11), hier dargestellt durch die beiden reflektierten Strahlen 6,6 ́, gegen einen Brennlinienbereich 21 am Ort des Absorberrohrs 12 konvergiert. Die Strahlung 6 tritt durch das optische Element 20 hindurch, wobei dessen zweiter Strahlungspfad, hier dargestellt durch die beiden Strahlen 15,15 ́, gegen den Brennpunktbereich 21 konvergiert. In particular, it can be seen that the first radiation path of the first concentrator arrangement (concentrator 11), represented here by the two reflected beams 6, 6, converges toward a focal line region 21 at the location of the absorber tube 12. The radiation 6 passes through the optical element 20, wherein the second radiation path, represented here by the two beams 15, 15, converges toward the focal point region 21.

[0043] Die Konzentration der ersten Konzentrationsanordnung erfolgt in Querrichtung (Pfeil 17). The concentration of the first concentration arrangement takes place in the transverse direction (arrow 17).

[0044] Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform liegen die Brennpunktbereiche 21 der optischen Elemente 20 im Brennlinienbereich des Konzentrators 11, d.h. im Brennlinienbereich der ersten Konzentratoranordnung. Daraus ergibt sich für die in der Fig. 2b dargestellte Sicht auf die Querschnittsebene (nicht aber in Längsrichtung, siehe nachstehend zu Fig. 2c), dass die reflektierte Strahlung 6 durch das optische Element 20 nicht gebrochen wird, d.h. im Wesentlichen in einer Geraden liegen. Im Wesentlichen deshalb, weil beim Durchtritt eines Strahls 6,6 ́ durch das optische Element 20 hindurch ein leichter Versatz des Strahlungspfads 15,15 ́ gegenüber dem Pfad 6,6 ́ auftreten kann, der aber hier nicht relevant ist. In the illustrated preferred embodiment, the focus areas 21 of the optical elements 20 are in the focal line area of the concentrator 11, i. in the focal line region of the first concentrator arrangement. Thus, for the view of the cross-sectional plane (not longitudinal direction, see below of FIG. 2c) shown in FIG. 2b, the reflected radiation 6 is not refracted by the optical element 20, i. essentially lying in a straight line. Essentially, because when a beam 6, 6 passes through the optical element 20, a slight offset of the radiation path 15, 15 with respect to the path 6, 6 can occur, but this is not relevant here.

[0045] Zur Entlastung der Fig. sind wiederum die nicht wesentlichen Elemente, hier auch die Träger 22 (Fig. 2a) für die optischen Elemente 20 weggelassen. To relieve the Fig. In turn, the non-essential elements, here are the carrier 22 (Fig. 2a) omitted for the optical elements 20.

[0046] Fig. 2c zeigt einen Schnitt durch den Kollektors 10 von Fig. 2ain Längsrichtung (Pfeil 16), mit einer Ansicht des in diese Längsebene projizieren Strahlungsgangs bzw. ersten und zweiten Strahlungspfads der ersten und der zweiten Konzentratoranordnung. Dargestellt ist jedoch nur ein Teil des Längsschnitts über die Länge eines der optischen Elemente 20. FIG. 2c shows a section through the collector 10 of FIG. 2 a longitudinal direction (arrow 16), with a view of the radiation path projected into this longitudinal plane or first and second radiation path of the first and the second concentrator arrangement. However, only part of the longitudinal section over the length of one of the optical elements 20 is shown.

[0047] Mit einer angenommenen Blickrichtung von rechts nach links (Fig. 2b) zeigt Fig. 2c den Blick auf die linke Hälfte des Konzentrators 11 (Fig. 2b). With an assumed viewing direction from right to left (Figure 2b), Figure 2c shows the view of the left half of the concentrator 11 (Figure 2b).

[0048] Insbesondere ist ersichtlich, dass der erste Strahlungspfad der ersten Konzentratoranordnung (Konzentrator 11), hier dargestellt durch die reflektierten Strahlen 6, 6 ́, gegen einen Brennlinienbereich am Ort des Absorberrohrs 23 läuft. Die Strahlung 6 bis 6 ́ tritt durch die optischen Element 20 hindurch, wird durch diese in Längsrichtung 16 gebrochen, wobei der zweite Strahlungspfad der optischen Elemente 20 (dargestellt durch die Strahlen 15,15 ́) gegen jeweils einen Brennpunktbereich 21 konvergiert. In particular, it can be seen that the first radiation path of the first concentrator arrangement (concentrator 11), represented here by the reflected beams 6, 6, runs against a focal line region at the location of the absorber tube 23. The radiation 6 to 6 passes through the optical element 20, is refracted therethrough in the longitudinal direction 16, and the second radiation path of the optical elements 20 (represented by the rays 15, 15) converges toward a respective focal point region 21.

[0049] Die Konzentration der zweiten Konzentrationsanordnung erfolgt in Längsrichtung (Pfeil 16). The concentration of the second concentration arrangement takes place in the longitudinal direction (arrow 16).

[0050] Es ergibt sich, dass die zweite Konzentratoranordnung mindestens ein optisches Element 20 mit einem zweiten Strahlungspfad aufweist, wobei durch das mindestens eine optische Element 20 mindestens ein Brennpunktbereich 21 erzeugt wird. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die er-findungsgemässe Anordnung für kleine oder kleinste Anwendungen mit nur einem optischen Element 20 oder für industrielle Anwendung in Kollektoren mit grössten Abmessungen mit Dutzenden oder Hunderten von optischen Elementen 20 ausgeführt werden kann. It follows that the second concentrator arrangement has at least one optical element 20 with a second radiation path, wherein at least one focal point region 21 is generated by the at least one optical element 20. It should be noted here that the arrangement according to the invention can be implemented for small or very small applications with only one optical element 20 or for industrial use in collectors with the largest dimensions with tens or hundreds of optical elements 20.

[0051] Aus den Fig. 2b und 2c ergibt sich weiter, dass das optische Element 20 bei der dargestellten Ausführungsform als Linearkonzentrator ausgebildet ist, dessen Konzentrationsrichtung quer oder senkrecht zur Konzentrationsrichtung des Linearkonzentrators der ersten Konzentratoranordnung verläuft. From FIGS. 2b and 2c, it is also clear that the optical element 20 in the illustrated embodiment is designed as a linear concentrator whose concentration direction is transverse or perpendicular to the concentration direction of the linear concentrator of the first concentrator arrangement.

[0052] Damit ergibt sich weiter, dass die optisch wirksamen Oberflächen (an denen die Brechung der Lichtstrahlen erzeugt wird) der optischen Elemente 20 gegenüber dem ersten Strahlungspfad der ersten Konzentratoranordnung (hier des Konzentrators 11) derart ausgerichtet sind, dass der Pfad jedes einzelnen Strahls, projiziert auf eine zum Brennlinienbereich senkrecht stehende Ebene (dargestellt in Fig. 2b) eine Gerade ist, aber in einer im Brennlinienbreich liegenden Ebene (dargestellt in Fig. 2c) zum Brennpunktbereich 21 hin gebrochen wird. Thus, it follows that the optically active surfaces (at which the refraction of the light beams is generated) of the optical elements 20 with respect to the first radiation path of the first concentrator arrangement (here the concentrator 11) are aligned such that the path of each individual beam projected onto a plane perpendicular to the focal line region (shown in FIG. 2 b) is a straight line, but is refracted toward the focal point region 21 in a plane lying in the focal line region (shown in FIG. 2 c).

[0053] Bevorzugt weisen die optischen Elemente eine Fresnelstruktur auf, was erlaubt, diese mit einem wie in den Figuren 2a bis 2cdargestellten plattenförmigen Körper auszubilden. Beispielsweise kann die Unterseite des plattenförmigen Körpers eben und die Oberseite strukturiert, mit parallelen Fresnel-Stufen ausgebildet werden, wobei die Stufen in Querrichtung 17 parallel zu einander verlaufen, so dass der Brennpunktbereich oberhalb der Mitte des plattenförmigen Körpers liegt. Preferably, the optical elements have a Fresnel structure, which allows to form them with a plate-shaped body as shown in Figures 2a to 2c. For example, the underside of the plate-shaped body may be flat and the upper surface may be formed with parallel Fresnel steps, wherein the steps in the transverse direction 17 are parallel to each other, so that the focal point region lies above the center of the plate-shaped body.

[0054] Die Auslegung solch einer Fresnellinse 30 kann durch den Fachmann im konkreten Fall leicht vorgenommen werden. Alternativ kann jedes optische Element 20 auch als Sammellinse ausgebildet sein, die sich quer unter dem Absorberrohr 12 hindurch erstreckt und die Brechung gemäss den Fig. 2b und 2cerzeugt. Auf solche Weise ausgebildete optische Elemente 20 können beispielsweise durch Giessen hergestellt werden, in dem eine Metallform hergestellt und ein geeignetes transparentes Kunststoffmaterial (oder auch Glas) vergossen wird. The design of such a Fresnel lens 30 can be easily made by a person skilled in the concrete case. Alternatively, each optical element 20 may also be designed as a converging lens which extends transversely below the absorber tube 12 and generates the refraction according to FIGS. 2b and 2c. Such formed optical elements 20 may be made, for example, by casting, in which a metal mold is made and a suitable transparent plastic material (or glass) is cast.

[0055] Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass der Strahlungspfad eines Rinnenkollektors gemäss den Fig. 2abis 2ceine Anzahl von in einer Linie angeordneten Brennpunktbereichen aufweist, wobei das Absorberrohr am Ort der Brennpunktbereiche angeordnet ist. In summary, it can be stated that the radiation path of a trough collector according to FIGS. 2 a to 2 e has a number of focal point regions arranged in a line, wherein the absorber tube is arranged at the location of the focal point regions.

[0056] Fig. 5a zeigt eine weitere Ausführungsform gemäss der vorliegenden Erfindung, wobei die Ausführungsform gemäss Fig. 4durch zwei Begrenzungsspiegel 50,51 ergänzt ist. Eine bevorzugte Anordnung solcher Spiegel ist dem Fachmann als Compound Parabolic Concentrator bekannt. Nach dem Wissen der Anmelderin sind Compound Parabolic Concentrators bisher nicht in Sonnenkollektoren mit Linearkonzentratoren verwendet worden. In einem Compound Parabolic 5a shows a further embodiment according to the present invention, the embodiment according to FIG. 4 being supplemented by two limiting mirrors 50, 51. A preferred arrangement of such mirrors is known to those skilled in the art as Compound Parabolic Concentrator. To the knowledge of the applicant Compound Parabolic Concentrators have not been used in solar collectors with linear concentrators. In a compound parabolic

[0057] Concentrator besitzen die Spiegel 50,51 ein Profil, das einem Ast einer Parabel entspricht, wobei der Brennpunkt dieser Parabel am unteren Rand des gegenüber liegenden Spiegels liegt. Die Begrenzungsspiegel 50,51 sind hier einerseits am optischen Element 20 und andererseits an einer oberen Halterung 58 befestigt, gegenüber dem optischen Element 20 fixiert und mit diesem verschwenkbar angeordnet. Concentrator mirror 50, 51 have a profile corresponding to a branch of a parabola, the focus of this parabola is located at the bottom of the opposite mirror. The boundary mirrors 50,51 are here attached on the one hand to the optical element 20 and on the other hand to an upper bracket 58, fixed relative to the optical element 20 and arranged pivotably therewith.

[0058] Fig. 3a zeigt einen Kollektor 60, dessen erste Konzentratoranordnung mehrere, neben einander und längs verlaufende Konzentratorabschnitte 61, 62 aufweist. An dieser Stelle sei vermerkt, dass die erste Konzentratoranordnung nicht nur zwei, sondern beispielsweise vier, sechs, acht oder mehr solcher Konzentratorabschnitte besitzen kann. In der WO 2010/037 243 ist eine Konzentratoranordnung mit sechs Abschnitten beschrieben. Fig. 3a shows a collector 60, the first concentrator arrangement comprises a plurality of juxtaposed and longitudinal concentrator sections 61, 62. It should be noted at this point that the first concentrator arrangement can have not only two, but for example four, six, eight or more such concentrator sections. In WO 2010/037 243 a concentrator arrangement with six sections is described.

[0059] Jedem Konzentratorabschnitt 61,62 ist eine Reihe 63,64 von optischen Elementen 65,66 zugeordnet, wobei wiederum jedem optischen Element 65,66 eine eigene thermische Öffnung 67,68 im Absorberrohr 69 zugeordnet ist. Wiederum sind zur Entlastung der Fig. die Träger für die optischen Elemente 65,66 und andere, zum Verständnis der Erfindung nicht wesentliche Elemente weggelassen. Each concentrator section 61, 62 is assigned a row 63, 64 of optical elements 65, 66, wherein in turn each optical element 65, 66 has its own thermal opening 67, 68 in the absorber tube 69. Again, to relieve the figure, the supports for the optical elements 65, 66 and other elements not essential to understanding the invention are omitted.

[0060] Diese Anordnung besitzt den Vorteil, dass die Querausdehnung (Richtung 17) der einzelnen Konzentratorabschnitte 61,62 kleiner ist, als dies bei einem einzigen Konzentrator der Fall wäre, so dass gegenüber einem breiteren Konzentrator kleinere Brennpunktbereiche erzielbar sind (Öffnungswinkel der Sonne). Dies wiederum führt zu kleineren thermischen Öffnungen 67,68, deren gesamte Fläche kleiner ist als die Fläche der thermischen Öffnungen bei nur einem, aber deutlich breiteren Konzentrator. This arrangement has the advantage that the transverse extent (direction 17) of the individual concentrator sections 61, 62 is smaller than would be the case with a single concentrator, so that smaller focal point ranges can be achieved in comparison to a wider concentrator (opening angle of the sun). , This in turn leads to smaller thermal openings 67,68, whose entire area is smaller than the area of the thermal openings with only one, but much wider concentrator.

[0061] Natürlich sind alle optischen Elemente 65, 66 erfindungsgemäss verschwenkbar am Absorberrohr 69 angeordnet, wie dies in den Fig. 4 bis 5b beispielhaft dargestellt ist. Ebenso sind die optischen Elemente 65,66 wie oben beschrieben beispielsweise als Fresnellinsen ausgebildet. Of course, all optical elements 65, 66 according to the invention are pivotally mounted on the absorber tube 69, as shown by way of example in FIGS. 4 to 5b. Likewise, the optical elements 65,66 as described above, for example, formed as Fresnel lenses.

[0062] Fig. 3b zeigt einen gegenüber Fig. 3a leicht modifizierten Kollektor 70, ebenfalls mit zwei Konzentratorabschnitten 71,72 und zwei Reihen 73,74 von optischen Elementen 20. Die optischen Elemente 20 jeder Reihe 73,74 sind auf den ihnen jeweils zugeordneten Konzentratorabschnitt 71,72 ausgerichtet und damit schräg angeordnet, und damit in einer durch die strichpunktierten Linien 75,76 angedeuteten, schrägen Ebene erfindungsgemäss verschwenkbar. Durch diese Ausrichtung der optischen Elemente 20 verbessert sich der Wirkungsgrad der Anordnung. Die Fig. zeigt weiter einen Sonnenstrahl 80, einen den ersten Strahlungspfad des Konzentratorabschnitts 71 repräsentierenden reflektierten Strahl 81 und einen korrekt laufenden, den zweiten Strahlungspfad repräsentierenden Strahl 82 (der somit am Begrenzungsspiegel 50 vorbeiläuft. Weiter zeigt die Fig. einen vorzugsweise begehbaren Streifen 83 sowie seitliche Rahmenteile 84 und 85, zwischen denen die Konzentratorabschnitte 71,72 aufgespannt sind. Bevorzugt sind ist die Breite des Streifens 83 so gewählt, dass nur er durch die beiden Reihen 73,74 der optischen Elemente 20 beschattet wird. Fig. 3b shows a comparison with Fig. 3a slightly modified collector 70, also with two concentrator sections 71,72 and two rows 73,74 of optical elements 20. The optical elements 20 of each row 73,74 are assigned to their respective Concentrator 71.72 aligned and thus arranged obliquely, and thus according to the invention in an inclined direction indicated by the dash-dotted lines 75,76 inclined plane according to the invention. By this alignment of the optical elements 20, the efficiency of the arrangement improves. The figure further shows a solar beam 80, a reflected beam 81 representing the first radiation path of the concentrator section 71, and a beam 82 (which thus runs past the boundary mirror 50) which is in the correct direction and which represents the second radiation path lateral frame parts 84 and 85, between which the concentrator sections 71, 72 are spanned, Preferably, the width of the strip 83 is selected such that only it is shadowed by the two rows 73, 74 of the optical elements 20.

[0063] Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass der Strahlungspfad eines Rinnenkollektors gemäss den Fig. 3aund 3beine Anzahl von Brennpunktbereichen aufweist, die hintereinander in Linien angeordnet sind, wobei mehrere solcher Linien parallel neben einander verlaufen. Das Absorberrohr ist wiederum am Ort der Brennpunktbereiche angeordnet. In summary, it can be stated that the radiation path of a trough collector according to FIGS. 3 a and 3 has a number of focal point regions which are arranged one behind the other in lines, wherein a plurality of such lines extend parallel to one another. The absorber tube is in turn arranged at the location of the focal point areas.

[0064] Fig. 4 zeigt nun eine Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Absorberrohrs 20. Ersichtlich ist ein schematisch dargestellter Anschlussstutzen 21 für eine Leitung, die das Wärme transportierende Medium vom Absorberrohr 20 wegführt (der Anschlussstutzen am anderen Ende des Absorberrohrs 20 ist verdeckt). Weiter ersichtlich ist eine über die Länge des Absorberrohrs 20 führende Schlitzöffnung 22, die das äussere Ende der thermischen Öffnung des Absorberrohrs bildet, und die Aussenfläche 23 des Absorberrohrs 20 durchbricht. 4 shows a view of a preferred embodiment of an absorber tube 20. It is possible to see a schematically illustrated connecting piece 21 for a line which leads the heat-transporting medium away from the absorber tube 20 (the connecting piece at the other end of the absorber tube 20 is covered). It can also be seen that a slot opening 22 leading over the length of the absorber tube 20, which forms the outer end of the thermal opening of the absorber tube, and breaks through the outer surface 23 of the absorber tube 20.

[0065] Fig. 5a zeigt einen Querschnitt durch das Absorberrohr 20 von Fig. 4. Ein Isolationsbereich 25 erstreckt sich von der Aussenfläche 23 nach innen und umschliesst einen Transportkanal 26 für - Wärme transportierendes Medium. Der Transportkanal 26 durchläuft das Absorberrohr 20 der Länge nach, ist mit den Anschlussstutzen an seinem Ende verbunden und kann so das Wärme transportierende Medium befördern. Fig. 5a shows a cross section through the absorber tube 20 of Fig. 4. An isolation region 25 extends from the outer surface 23 inwardly and encloses a transport channel 26 for - heat transporting medium. The transport channel 26 passes through the absorber tube 20 in length, is connected to the connecting piece at its end and can thus convey the heat-transporting medium.

[0066] Eine sich radial von aussen durch den Isolationsbereich 25 hindurch zum Transportkanal 26 erstreckende thermische Öffnung durchbricht den Isolationsbereich und ist hier als schlitzförmiger Verbindungskanal 27 ausgebildet. Die in der Fig. gestrichelt eingezeichneten Linien 26 ́ und 23 ́ zeigen den Verlauf der Wand des Transportkanals 26 sowie den Verlauf der Aussenfläche 23, wie er ohne Verbindungskanal existieren würde. Dadurch ist ersichtlich, dass der Verbindungskanal 27 im Querschnitt eine X - förmige Kontur besitzt, mit einer Engstelle 29 am Ort des in der Fig. eingezeichneten Punktes 30. Der Verbindungskanal erweitert sich von der Engstelle aus, in der gezeigten Ausführungsform sowohl gegen innen wie auch gegen aussen. A thermal opening extending radially from the outside through the insulation region 25 to the transport channel 26 breaks through the insulation region and is formed here as a slot-shaped connection channel 27. The dashed lines in the figure 26 and 23 show the course of the wall of the transport channel 26 and the course of the outer surface 23, as he would exist without connecting channel. It can thus be seen that the connecting channel 27 has an X-shaped contour in cross-section, with a constriction 29 at the location of the point 30 shown in FIG. The connecting channel widens out of the constriction, in the illustrated embodiment both against the inside and also against the outside.

[0067] Die Figur zeigt weiter Strahlen 30, 31 und 32, die den Strahlungspfad des Konzentrators des Rinnenkollektors 1 (Fig. 1) repräsentieren. Die Strahlen 30, 31 und 32 schneiden sich im Brennlinienbereich des Konzentrators am Ort des Punktes 30. The figure further shows beams 30, 31 and 32 representing the radiation path of the concentrator of the trough collector 1 (Figure 1). The beams 30, 31 and 32 intersect in the focal line area of the concentrator at the location of the point 30.

[0068] Damit ist dem Brennlinienbereich des Rinnenkollektors eine thermische Öffnung zugeordnet, die als sich über die Länge des Absorberrohrs 20 erstreckender, schlitzförmiger Verbindungskanal 27 zwischen der Aussenwelt und dem Transportkanal 26 ausgebildet ist, wobei die Engstelle 29 der thermischen Öffnung sich im Inneren des Verbindungskanals 27 befindet, und wobei sich der Verbindungskanal 27 sowohl gegen innen als auch gegen aussen erweitert. Thus, the firing line region of the trough collector is associated with a thermal opening, which is formed as extending over the length of the absorber tube 20, slot-shaped connecting channel 27 between the outside world and the transport channel 26, wherein the constriction 29 of the thermal opening in the interior of the connecting channel 27, and wherein the connecting channel 27 widens both inwardly and outwardly.

[0069] Die dargestellte Ausbildung des Absorberrohrs 20 erlaubt, eine Aussenisolation beliebiger Dicke vorzusehen, beispielsweise aus Steinwolle, die zwischen dem Transportkanal 26 und der Aussenfläche 23 eingebettet wird, was eine wesentlich kostengünstigere Herstellung des Absorberrohrs 20 gegenüber den heute verwendeten Absorberrohren erlaubt. Zudem kann erfindungs-gemäss die unvermeidlich vorhandene, Wärme abstrahlende Fläche des Absorberrohrs 20 minimal gehalten werden, was von Bedeutung ist, da die Wärmeabstrahlung mit der vierten Potenz der Temperatur steigt. The illustrated embodiment of the absorber tube 20 allows to provide an external insulation of any thickness, for example, rock wool, which is embedded between the transport channel 26 and the outer surface 23, which allows a much more cost-effective production of the absorber tube 20 with respect to the absorber tubes used today. In addition, according to the invention, the inevitable existing, heat radiating surface of the absorber tube 20 can be kept minimal, which is important because the heat radiation increases with the fourth power of the temperature.

[0070] Fig. 5b zeigt einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Absorberrohrs 35 gemäss Fig. 4. Die Engstelle 36 des Verbindungskanals 37 liegt an der Aussenfläche 23 des Absorberrohrs 35. Der Verbindungskanal 37 erweitert sich gegen innen und besitzt V - förmigen Querschnitt. FIG. 5b shows a cross section through a second embodiment of an absorber tube 35 according to FIG. 4. The constriction 36 of the connecting channel 37 rests against the outer surface 23 of the absorber tube 35. The connecting channel 37 expands inwards and has a V-shaped cross section.

[0071] Die Figur zeigt weiter Strahlen 38 und 39, die den Strahlungspfad des Konzentrators des Rinnenkollektors 1 (Fig. 1) repräsentieren. Die Strahlen 38 und 39 schneiden sich im Brennlinienbereich des Konzentrators am Ort des Punktes 40. The figure further shows beams 38 and 39 representing the radiation path of the concentrator of the trough collector 1 (Figure 1). The beams 38 and 39 intersect in the focal line area of the concentrator at the location of the point 40.

[0072] Die in der Figur gezeigte Ausführungsform weist die oben erwähnten Vorteile der Ausführungsform von Fig. 5a auf und ist zudem besonders einfach herzustellen. The embodiment shown in the figure has the above-mentioned advantages of the embodiment of Fig. 5a and is also particularly easy to manufacture.

[0073] Fig. 6a zeigt ein Absorberrohr 50 mit einer Reihe von thermischen Öffnungen 51, das für einen Rinnenkollektor 10 (Fig. 2a) geeignet ist, da dann jedem Brennpunktbereich 21 der optischen Elemente 20 eine thermische Öffnung im Absorberrohr 50 zugeordnet ist. Fig. 6a shows an absorber tube 50 with a series of thermal openings 51, which is suitable for a trough collector 10 (Fig. 2a), since then each focal point region 21 of the optical elements 20 is associated with a thermal opening in the absorber tube 50.

[0074] Im Längsschnitt durch das Absorberrohr 50 ist erkennbar, dass jede thermische Öffnung (hier sind diese als sich V - förmig öffnende Verbindungskanäle 51 ausgebildet) von einer benachbarten thermischen Öffnung durch den Isolationsbereich 25 getrennt sind. Wiederum liegt die Engstelle 51 an der Aussenfläche 23 des Absorberrohrs 50. Strahlen 51,52 repräsentieren den zweiten Strahlungspfad des dem dargestellten Verbindungskanal 51 zugeordneten optischen Elements 20 (Fig. 2a). In the longitudinal section through the absorber tube 50, it can be seen that each thermal opening (here, these are designed as connection channels 51 opening in a V-shaped manner) are separated from the adjacent thermal opening by the insulation region 25. Again, the constriction 51 is located on the outer surface 23 of the absorber tube 50. Beams 51, 52 represent the second radiation path of the optical element 20 associated with the illustrated connection channel 51 (FIG. 2 a).

[0075] Alternativ können natürlich die einzelnen Verbindungskanäle im Querschnitt X-förmig ausgebildet sein, analog zur Darstellung in Fig. 5a. Alternatively, of course, the individual connection channels may be formed in cross-section X-shaped, analogous to the representation in Fig. 5a.

[0076] Fig. 7a zeigt ein Absorberrohr 100, geeignet für einen Rinnenkollektor 60 oder 70 gemäss den Fig. 3aoder 3b. Das Absorberrohr 100 weist hier zwei Reihen 101,102 von als Verbindungskanäle 103 ausgebildeten thermischen Öffnungen. Jedem der Verbindungskanäle 103 ist ein Brennpunktbereich 78 (Fig. 3a) oder ein Brennpunktbereich eines einzelnen optischen Elements 20 (Fig. 3a und 3b zugeordnet. 7a shows an absorber tube 100 suitable for a trough collector 60 or 70 according to FIGS. 3a or 3b. The absorber tube 100 here has two rows 101, 102 of thermal openings formed as connecting channels 103. Each of the connection channels 103 is assigned a focal point region 78 (FIG. 3a) or a focal region of a single optical element 20 (FIGS. 3a and 3b).

[0077] Fig. 7b zeigt einen Querschnitt durch das Absorberrohr 100 am Ort zweier neben einander liegender Verbindungskanäle 103 und 103 ́. Dargestellt sind Strahlen 105 und 106, die den zweiten Strahlungspfad eines optischen Elements 20, das dem Konzentratorabschnitt 71 (Fig. 3b) zugeordnet ist, repräsentieren. Die Strahlen 107,108 hingegen repräsentieren den zweiten Strahlungspfad eines optischen Elements, das dem Konzentratorabschnitt 72 zugeordnet ist. FIG. 7b shows a cross section through the absorber tube 100 at the location of two adjacent connection channels 103 and 103. Shown are rays 105 and 106 representing the second radiation path of an optical element 20 associated with the concentrator section 71 (FIG. 3b). The rays 107, 108, on the other hand, represent the second radiation path of an optical element associated with the concentrator section 72.

[0078] Wiederum befinden sich die Engstellen 110 und 111 an der Aussenfläche bzw. Aussenwand 23 des Absorberrohrs 100 und sind im dargestellten Querschnitt V-förmig ausgebildet. Im Längsschnitt besitzen die Verbindungskanäle bevorzugt die Konfiguration der Verbindungskanäle 51 gemäss der Fig. 6b. Again, the bottlenecks 110 and 111 are located on the outer surface or outer wall 23 of the absorber tube 100 and are formed in the cross section shown V-shaped. In longitudinal section, the connecting channels preferably have the configuration of the connecting channels 51 according to FIG. 6b.

[0079] Bevorzugt werden mindestens Abschnitte der Innenwand der Verbindungskanäle derart ausgebildet, dass sie eintretende konzentrierte Strahlung gegen den Transportkanal hin reflektieren. Vorteilhaft ist dies, wenn Strahlung aufgrund einer fehlerhaften Geometrie in den Konzentratoranordnungen des Rinnenkollektors oder wegen des Öffnungswinkels der Sonne nicht mit der vorgesehenen Konvergenz den Brennlinien- oder Brennpunktbereich durchquert, sondern ausserhalb des Brennbereichs durchläuft. Dann wird die Strahlung in den Transportkanal 26 reflektiert. Besonders bevorzugt sind die reflektierenden Abschnitte als Compound Parabolisch Concentrator ausgebildet. At least portions of the inner wall of the connecting channels are preferably formed such that they reflect incoming concentrated radiation toward the transport channel. This is advantageous if, due to a faulty geometry in the concentrator arrangements of the trough collector or because of the opening angle of the sun, radiation does not traverse the focal line or focal point area with the intended convergence, but passes outside of the focal zone. Then the radiation is reflected in the transport channel 26. Particularly preferably, the reflective sections are designed as a compound parabolic concentrator.

Claims

A trough collector having a combustion region and an absorber tube arranged in the combustion region, which has an insulation region extending inwards from its outer surface, enclosing a transport channel passing through the absorber tube for heat transporting medium and at least one radially extending from the outside through the insulation region is penetrated through the thermal opening extending to the transport channel, wherein the at least one thermal opening for radiation passing therethrough has a constriction and widened therefrom, and wherein the focal region lies in the constriction.

2. trough collector according to claim 1 with one or more focal line areas, each focal line region is associated with a thermal opening, which is formed as extending over the length of the absorber tube, slot-shaped connection channel between the outside world and the transport channel, wherein the bottleneck of each thermal opening at the Outer surface of the absorber tube is located, and wherein the connecting channel widens against the inside.

3. trough collector according to claim 1 with one or more focal line areas, each focal line region is associated with a thermal opening, which is formed as extending over the length of the absorber tube, slot-shaped connecting channel between the outside world and the transport channel, wherein the bottleneck of each thermal opening in the Interior of the connecting channel is located, and wherein the connecting channel widens both internally and externally.

4. trough collector with a number of focal areas, each focal point is associated with a single formed as a connecting channel thermal opening, which is separated from the other thermal openings through the insulation region, the bottleneck is located on the outer surface of the absorber tube.

5. trough collector having a number of focal areas, each focal point is associated with a single formed as a connecting channel thermal opening, which is separated from the other thermal openings through the isolation region, the bottleneck is located in the interior of the connecting channel, and wherein the connecting channel of this expanded both internally and externally.

6. trough collector according to one of claims 2 to 4 wherein at least portions of the inner wall of the connecting channel are formed such that they reflect incoming concentrated radiation against the transport channel.

7. trough collector according to claim 5, wherein the reflective portions are formed as a compound parabolic concentrator.

8. Absorber tube for a trough collector which has an inwardly extending from its outer surface insulation region which surrounds a longitudinally passing through transport channel for heat-transporting medium and is interrupted by at least one radially extending from the outside through the insulation region to the transport channel extending thermal opening wherein the at least one thermal opening in the direction of the passing radiation has a bottleneck and widens therefrom.

9. absorber tube according to claim 7, wherein the at least one thermal opening is formed as a slot-shaped connecting channel which extends over the length of the absorber tube, wherein the constriction is located on the outer surface of the absorber tube.

10. absorber tube according to claim 7, wherein the at least one thermal opening is formed as a slot-shaped connecting channel which extends over the length of the absorber tube, wherein the constriction is located in its interior, and wherein the connecting channel from this both against the inside and extended to the outside.

11. absorber tube according to claim 7, wherein a number are provided in a row one behind the other over the length of the absorber tube arranged thermal openings which are separated from each other by the insulating region.

12. An absorber tube according to claim 8, wherein a plurality of rows of thermal openings are provided in parallel adjacent to each other.

13. An absorber tube according to any one of claims 10 or 11, wherein each thermal opening is formed as a connecting channel which extends from the outer surface inwardly, the bottleneck is located on the outer surface, and which widens against the inside.

14 absorber tube according to any one of claims 10 or 11, wherein each thermal opening is formed as a connecting channel which extends from the outer surface inwardly, the constriction is located in its interior, and the connecting channel therefrom from both inwardly against extended outside.

15. absorber tube according to one of claims 8 to 13, wherein at least portions of the inner wall of the connecting channels are formed such that they reflect incoming concentrated radiation against the transport channel out.

16. gutter collector according to claim 14, wherein the reflective portions are formed as a compound Parabolic Concentrator.