[发明专利]用于槽式收集器的吸收器管

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有聚热区域(Brennbereich)和布置在聚热区域中的吸收器管的槽式收集器(Rinnenkollektor)。

背景技术

所提及的类型的槽式收集器此外应用在太阳能发电站中。

至今由于光电池的还未克服的缺点未实现在该技术的运用中以几乎能收回成本的方式产生太阳能电流。而太阳能发电站已自一段时间以来以工业标准价格生产电，其(相对于光电池)接近以传统方式产生的电的现在通常的商业价格。

在太阳能发电站中太阳的辐射通过收集器借助于集中器来反射并且有针对性地聚焦到一点，在其中由此产生高温。集中的热量可被散发并且用于运行热机如涡轮，其又驱动产生电流的发电机。

现在使用三种基本形式的太阳能发电站：碟式Sterling系统、太阳能塔发电站系统和抛物形槽式系统(Parabolrinnensystem)。

碟式Sterling系统作为在直至每模块50kW的范围中的小的单元未普遍使用。

太阳能塔发电站系统具有中央的、提高地(在“塔”上)装配的吸收器，其用于由成百上千的各个镜子一起反射至其的阳光，因此太阳的辐射能应经由多个镜子或集中器被集中在吸收器中并且由此达到直至1300℃的温度，这对于后置的热机(通常是用于产生电流的蒸汽或流体涡轮发电站)的效率是有利的。在加利福尼亚的设备“Solar two”具有若干MW的功率。在西班牙的设备PS20具有20MW的功率。太阳能塔发电站(尽管有能够有利地达到的高温)至今同样无更大的普及。

然而抛物槽式发电站普及并且具有大量收集器，其具有带有较小横向尺寸的长的集中器，并且由此并非具有一个焦点，而是具有焦线。现在，这些线性集中器具有20m直至150m的长度。在焦线中伸延有用于集中的热(直至大约500℃)的吸收器管，其将热输送至发电站。作为输送介质例如可考虑导热油、熔融的盐或过热的水蒸汽。

传统的吸收器管利用复杂的且昂贵的结构来制造，以尽可能使热损失最小。因为输送热量的介质在管槽中循环，通过集中器集中的太阳辐射首先加热管而管然后加热介质，结果是，必要地大约500°C热的吸收器管与其温度相应地辐射热量。经由用于输送热量的介质的传导网(Leitungsnetz)的热量辐射可达到100W/m，传导长度在大型设备中至100km，使得经由传导网的热损失对于发电站的总效率非常重要，落到吸收器管上的热损失部分同样如此。在文件WO 2010/078 668中公开了一种外部隔绝的吸收器管，其通过使用在槽式收集器中存在的裂口在热量损失方面得化。

利用概念“热开口”可根据吸收器管的结构形式来表示在根据上面所提及的文件的吸收器管的外部隔绝中的物理开口。但是概念“热开口”在其它结构形式中也包括物理上封闭的区域，其构造用于所集中的太阳辐射的热量通过，其中，例如通过在热量射入的位置处的合适的覆层可避免热量的反射。对于专业人士已知这样的结构。尽管如此必然使得在热开口的位置处最后不能获得良好的绝热，即必须接受相应的有关的热损失。就此而言应补充的是，概念“热开口”这里另外也被需要用于吸收器组件，在其中使用光电电池，其在照射时产生电流。这样的吸收器组件或者吸收器管同样是根据本发明的。根据本发明的吸收器管(其具有用于光电电池的保持部(Halterung))那么在热开口的位置处具有这样的保持部。换言之，那么如此使得热开口构造为用于光电电池的保持部。在该情况中隔绝不是必要的。还取消用于输送热量的介质的输送通道。

在南加利福尼亚的9 SEGS-抛物形槽-发电站总共产生大约350MW的功率。2007年接入电网的发电站“Nevada Solar One”具有带有182400个弯曲的镜子的槽形收集器，其布置在140公顷的面积上并且产生65MW。在西班牙的Andasol 3自2009年九月开始建造，应在2011年运行，使得设备Andasol 1至Andasol 3将具有50MW的最高功率。

对于整个设备(Andasol 1至3)预期大约20%的峰值效率以及约15%的年平均效率。

如所提及的那样，对于太阳能发电站的效率的重要参数是通过收集器加热的输送介质(经由其从收集器运走所获得的热量并且用于转换成例如电流)的温度：利用更高的温度在转换时可获得更高的效率。在输送介质中可实现的温度又取决于所反射的太阳辐射通过集中器的集中度。集中度50表示，在集中器的聚热区域(Brennbereich)中每m²获得与由太阳射入到地表的一m²上的能量的50倍相对应的能量密度。