Civil Engineering Reference
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Tab. 3.2
Akzeptanzwinkel
θ
A
und Nachführhäufigkeit bei Ost/West-Ausrichtung der Kollektor-
achse unter der Annahme idealer Konzentration und perfekter Spiegel bei punktförmiger Sonne
Halber Akzeptanzwin-
kel
θ
A,max
(°), Konzent-
rationsverhältnis
k
(
/
)
Mittlere
Betriebszeit pro
Tag (h/Tag)
Nachführun-
gen pro Jahr
Kürzeste Periode
ohne Nachfüh-
rung (Tage)
Mittlere Betriebszeit
bei täglicher Nach-
führung (h/Tag)
19.5 (3.0)
9.22
2
180
10.72
14 (4.13)
8.76
4
35
10.04
11 (5.24)
8.60
6
35
9.52
9 (6.39)
8.38
10
24
9.08
8 (7.19)
8.22
14
16
8.82
7 (8.21)
8.04
20
13
8.54
6.5 (8.83)
7.96
26
9
8.36
6 (9.57)
7.78
80
1
8.18
5.5 (10.43)
7.60
84
1
8.00
gen verlangt, wenn die Betriebszeit des Kollektors 8 h nicht unterschreiten soll. Bereits
eine sechsfache Konzentration (
k
≈ 6) erfordert eine etwa monatliche Justierung des Kol-
lektors, wobei eine tägliche Einstellung des Kollektors die erzielbare mögliche Betriebszeit
im Mittel nur um etwa 30 min verlängern kann. Wenn man einen täglichen Betrieb von
mindestens 8 h ohne jegliche Nachführung erreichen möchte, ergibt sich ein Mindestak-
zeptanzwinkel von 2
θ
A,min
= 82° und damit auch ein maximal erreichbares Konzentrations-
verhältnis
k
max
= 1.48. Weitere Werte zeigt die Tab.
3.2
.
3.5.5
Nicht-abbildende Konzentratoren
Konzentrationsverhältnisse entsprechend des idealen Konzentrators erreichen die von
Winston (Winston
1974
) vorgeschlagenen Compound-Parabolic Concentrators, die oft-
mals als CPC in der Fachliteratur abgekürzt werden. Rabl untersucht 1976 (Rabl
1976b
)
verschiedene Absorbergeometrien mit dazu angepassten CPC-Konturen und vergleicht sie
mit Parabolrinnen-Konzentratoren (Parabolic-Trough-Concentrators, PTC).
In Verbindung mit einem flachen Absorber setzt sich die Kontur eines CPC's aus zwei
Parabelästen zusammen, deren Brennpunkte sich an den gegenüberliegenden Enden des
Absorberstreifens befinden. Die Parabelachsen verlaufen parallel zu den Schattenlinien,
die von den Konturenden ausgehen und auf die gegenüberliegenden Absorberenden tref-
fen. Der Winkel zwischen diesen beiden Schattenlinien ergibt den doppelten Akzeptanz-
winkel. Die Abb.
3.22
zeigt schematisch den geometrischen Aufbau eines Compound-
Parabolic Concentrators (CPC), dessen Kontur sich aus zwei Parabelästen zusammensetzt.
Bei einem runden Absorber berühren die Schattenlinien von den oberen Konturenden
den Absorber als Tangente, wie die Abb.
3.23
skizziert. Unter dem Absorber zwischen den
Auftreffpunkten der Schattenlinien besitzt die Kontur die Gestalt von zwei Evolventen.
Über den Auftreffpunkten setzt sie sich zusammen aus einer Folge von Schnittpunkten
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