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Abb. 7.20
Schematischer Strahlengang bei einem Fresnelkollektor:
a
Kosinus-Verluste,
b
Verschat-
tungsverluste der Primärspiegelelemente
Abb. 7.21
Strahlengang
bei Verdeckungsverlusten
eines Fresnelkollektors
spricht der Anteil der auf die Spiegelfläche bezogenen Solarstrahlung dem Kosinus aus der
Spiegelnormalen und der Einfallsrichtung. Je nach Sonnenstand sind die Kosinus-Verluste
für die Primärspiegel am geringsten, die der direkten Verbindung aus Sonnenstand und
Receiver am nächsten liegen. Dieser Spiegel erfährt nie einem senkrechten Einfall, da er
vom Receiver selbst verschattet wird. Gerade bei größeren Transversalwinkeln
θ
⊥
kommt
es, wie in Abb.
7.20
b zu sehen ist, zu einer Verschattung (engl. „shading“) benachbarter
Primärspiegel, wodurch der verschattete Teil unwirksam bleibt. Der Abb.
7.20
b kann ent-
nommen werden, dass der Transversalwinkel, ab dem die Verschattung einsetzt, haupt-
sächlich von der geometrischen Anordnung von Primärspiegelfeld und Receiver abhängt.
Ein größerer Abstand der Primärspiegel
D
pr
verschiebt den Beginn der Verschattung zu
tieferen Sonnenständen.
Für kleine Transversalwinkel kann es gerade für die außen liegenden Primärspiegel
dazu kommen, dass ein Teil ihrer Spiegelfläche Strahlung gegen die Rückseite des Nach-
barspiegels reflektiert (vergl. Abb.
7.21
). Eine Erhöhung des Receivers verringert den Nei-
gungswinkel
ϕ
pr
(Gl. (7.1)), wodurch das gegenseitige Verdecken nahezu ganz vermieden
werden kann. Die Verdeckungsverluste (engl. „blocking“) nehmen mit vergrößerten Re-
ceiverabstand und weiter auseinandergezogenen Primärspiegeln ab und haben dann kaum
noch einen Einfluss auf den optischen Wirkungsgrad.
Die Abb.
7.22
zeigt die Winkelabhängigkeit (
θ
⊥
) der Kosinus-Verluste ohne Berück-
sichtigung der Verschattungs- und Verdeckungsverluste auf den geometrischen Wirkungs-
grad η
opt, geo
in der Transversalebene. Da die Spiegelnormale die Winkelhalbierende aus
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