[发明专利]用于将太阳光线转换成热能的吸收器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将太阳光线转换成热能的吸收器，尤其应用在太阳能收集器中，该吸收器被传热介质流过。

背景技术

太阳能收集器用于将太阳能转换成热能，并且使之成为能利用的。太阳能收集器基本上由一个吸收器和一个管路系统构成，该吸收器由一种带有好的导热性的材料例如铜或钢构成，液体或气体通过该管路系统将吸收的能量从吸收器输送到得到的热能的使用地点。为了提高太阳能收集器的工作温度，可以使用附加的光学设备，例如定日镜或抛物面凹槽，以便将太阳光线聚焦到吸收器上。

吸收器通常由一个黑色的表面，这通过施加一种黑色素的漆实现，以便确保对太阳能最大的吸收能力。然而在此的缺点是，当吸收器在一个带有相应有效功率的太阳能收集器内例如一个太阳能发电厂内使用时，在大面积的光学设备中用于将射入的阳光集中到吸收器上，以便实现高的吸收器温度，这可能导致破坏吸收器涂层或油漆。为了所述涂层或油漆及其色彩不过快地被破坏，因此吸收器本身被固定在抽成真空的玻璃管内，以便防止氧气进入，然而这一方面提高成本，并且另一方面要求定期清洁抽成真空的玻璃管，因为否则所述玻璃管本身可能被加热，并且从而可能被破坏，然而这可能必须切断相应的设备。

发明内容

与此相对，本发明的目的是，提供一种被传热介质流过的用于将太阳光线转换成热能的吸收器，尤其应用在太阳能收集器中，该吸收器即使在高功率的太阳能收集器中使用时也允许廉价的且尽可能无维修的使用。

所述目的按本发明通过如下方式解决，即吸收器基本上由一个无细孔的由深色材料制成的陶瓷构成。即本发明的中心思想在于，代替带有深色尤其是黑色油漆或涂层的金属管，使用无细孔的陶瓷管，所述陶瓷管本来就由一种深色材料制成，这一方面具有的优点是，吸收器不必额外涂黑，并且另一方面消除通过包封的方式防止氧气进入到真空管内的必要性。此外通过使用陶瓷存在下述的可能性，即取决于使用的光学设备允许吸收器温度直到远超过400℃，尤其直到800℃，甚至更高。

按本发明在此建议，无细孔或密封的陶瓷是一种以碳化硅(SIC)为基础的非氧化陶瓷，尤其是工程碳化硅，其中该碳化硅具有高的导热性和小的热膨胀性，并且此外在非常高的温度时也可使用。工程碳化硅由于存在杂质而呈深色(黑色到绿色)，其中色度随着碳化硅的纯度的增加而降低。

作为特别合适的以碳化硅为基础的非氧化陶瓷，主要是无压力烧结的碳化硅(SSIC)和反应结合的硅渗透的碳化硅(SISIC)，而且也可以使用液相烧结的碳化硅(LPSIC)、热压的碳化硅(HPSIC)以及热均衡压制的碳化硅(HIPSIC)。

无压力烧结的碳化硅(SSIC)由碾碎的SIC精细粉末制成，该SIC精细粉末与烧结添加剂一起在通常的陶瓷成型方案中加工，并且在2000至2200℃时在保护气体下被烧结。SSIC由于高的强度而出众，该强度直到大约1600℃的高温时几乎保持不变。此外该材料具有高的耐温度交变性、高的导热性、高的耐磨性和金刚石般的硬度。

与此相对，反应结合的硅渗透的碳化硅(SISIC)例如由大约85至94％的SIC和相应15至6％的金属硅(Si)构成。此外SISIC实际上没有残余细孔性。这通过如下方式实现，即由碳化硅和碳制成的成型体用金属硅渗透。液态硅和碳之间的反应导致一种SIC结合基体，其中剩余的细孔空间用金属硅充满。所述制造技术的优点是，与粉末烧结技术相比，构件在硅化过程中不产生收缩。因此能制造特别大的或长的具有精确尺寸的吸收器。SISIC的使用范围虽然由于金属硅的熔点限制在大约1380℃，但是直到该温度范围SISIC具有高的强度和耐腐蚀性以及良好的耐温度交变性和耐磨性。