Solarthermische Hochtemperatursysteme - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 509

Abb. 7.18 Astigmatismus durch Abweichung der einfallenden Strahlung von der Hauptachse der
Parabel. a Parallele Einstrahlung b Einstrahlung unter θ ⊥ = 26°
Bei einem Fresnel-Kollektor weist nur der Primärspiegel, der in der direkten Flucht von
Sonne und Receiver steht, annähernd die Bedingung für eine Brennlinie auf. Allerdings
wird genau dieser vom Receiver verschattet. Alle anderen Spiegel weisen einen mehr oder
weniger starken Astigmatismus auf. Je größer das Verhältnis aus Primärspiegelbreite und
Zielapertur und je kleiner das Verhältnis der Primärspiegelbreite zur Fokuslänge, desto
stärker ist auch die Fehlstrahlung (Spillage) durch den Astigmatismus.
• Receiver
Der Receiver dient als Strahlungsempfänger und hat die Aufgabe, möglichst viel der auf
seine Eingangsapertur eingestrahlten Solarstrahlung in thermische Energie umzusetzen
und diese mittels eines Wärmeträgermediums abzutransportieren. Die Wärmeverluste an
die Umgebung sollten so gering wie möglich sein. Bei linienfokussierenden Kollektoren
besteht der Receiver aus dem selektiv beschichteten Absorberrohr, dem Sekundärreflektor,
der Abdeckscheibe und der Wärmedämmung (vergl. Abb. 7.14 ). Da der Receiver ortsfest
bleibt, kann die konvektionsvermindernde Eigenschaft einer Temperaturschichtung aus-
genutzt werden. Auf eine aufwändige, wie bei Parabolrinnen eingesetzte Vakuumtechnik
kann verzichtet werden. Allerdings stellt Langzeitstabilität der selektiven Schicht unter At-
mosphärenbedingungen (Oxidation) bei gleichzeitig hohen Temperaturen (Diffusion im
Absorbermaterial) eine entwicklungstechnische Herausforderung dar.
Die Länge des Absorberrohres in bei Fresnelkraftwerken kann bis zu 1000 m betragen,
weshalb es durch die hohen Betriebstemperaturen zu einer thermischen Ausdehnung von
bis zu 6 m kommen kann. Diese Ausdehnung kann am Anfang eines Absorberstranges
durch einen Ausgleichsbogen aufgenommen werden. Aber bei Fresnelsystemen entfallen
viele der bei Parabolrinnensystemen notwendigen Ausgleichsbögen, die dort zusätzliche
Kosten und Druckverlust erzeugen.