Solarthermische Hochtemperatursysteme - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 521

Abb. 7.28 Relative
Beleuchtungsstärkever-
teilung an der Eingangs-
apertur des Receivers E ( x rc )
eines linearen Fresnelkol-
lektors und ihre Verwertung
durch den Receiver E ( x rc )
Γ rc ( x rc ,θ rc )
in dem ρ pr der Reflexionskoeffizient der Primärspiegel ist. Zur Vereinfachung wird an-
genommen, dass der Einstrahlwinkel auf ein Spiegelelement für die Schrittweite Δ x rc im
Mittel θ rc groß ist. Durch die Diskretisierung der Primärspiegel in n pr Spiegelelemente be-
trägt ihre Breite nur wenige Zentimeter und als Folge sind die Fehler durch diese Mittelung
bezüglich des mehrere Meter entfernten Receivers sehr klein. Durch diesen Ansatz erge-
ben sich ein für ein Strahlenbündel gemittelte Größen für den Transmissionskoeffizienten
τ rc , den Kosinus cos( θ rc ) und der Akzeptanzbereich des Receivers Γ rc .
Ein typisches Ergebnis einer derartigen Rechnung zeigt die Abb. 7.28 . Aufgetragen ist
die relative Beleuchtungsstärke als Summe der Spiegelelemente eines Primärspiegels über
den Ort x rc und der Einfluss der Verwertung des Receivers, der ebenfalls eine Funktion
von θ rc und x rc ist. In der Mitte trifft der Spiegel direkt das Absorberrohr. An den Rändern
dieses Bereiches kommt es durch die winkelabhängige Absorption zu einer starken Ab-
schwächung, da das Absorberrohr unter immer ungünstigeren Winkeln getroffen wird.
Danach schließt sich der Bereich an, der über eine und dann über zwei Reflexionen das
Ziel erreicht.
Ein weiteres für die Auslegung zentrales Ergebnis zeigt die Abb. 7.29 a, in der der Ak-
zeptanzbereich Γ rc ( x rc ,θ rc ) eines Sekundärreflektors als Funktion der Länge dargestellt ist.
Die Solarstrahlung, die innerhalb der schwarz umrandeten Flächen die Eingangsapertur
des Receivers erreicht, trifft direkt oder indirekt das Absorberrohr. Die Abb. 7.29 b illust-
riert das Phasendiagramm der vom Primärspiegelfeld einfallenden Strahlung. Gut zu er-
kennen ist der durch den Receiver verschattete Bereich bei θ rc = 0. Die äußeren Spiegel
verschmieren, bedingt durch die größere Lauflänge, ihr Abbild über eine breitere Fläche.
Um möglichst wenig Strahlung zu verschenken, sollten beide Bilder in eine möglichst gute
Überdeckung gebracht werden.
Mit Hilfe der detaillierten Betrachtung des Primär- und Sekundärempfängersegments
unter Berücksichtigung der einfallenden Solarstrahlung können Parametrisierungsrech-
nungen für eine Unzahl von Unabhängigen mit dem Ziel einer Optimierung des Jahres-