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Abb. 6.26 Der Strahlengang
von Parallelstrahlen durch eine
bikonvexe Linse. Das Bild B
des Gegenstands befindet sich
in der Brennebene der Linse
.
Bd L
.
f
Die gleiche Beziehung gilt auch dann, wenn wir anstelle der Linse einen Parabolspiegel
betrachten. Um möglichst hohe Temperaturen im Absorber zu erreichen, darf dessen Aus-
dehnung nicht viel größer als B ≈ , f sein, auch dies ist eine schwer zu erfüllende
Bedingung.
Das Ergebnis ( 6.62 ) besagt, dass c () = c ()
max nur dann, wenn z = , ist, also die Brenn-
weite der Linse oder des Spiegels halb so groß ist wie der Durchmesser von Linse oder
Spiegel. Das ist meistens nicht der Fall und daher ist die Lichtkonzentration geringer als
theoretisch möglich. Zum Beispiel sind in der Abb. 6.27 zwei Fälle gezeigt, in denen z
ist. Dies würde eine Konzentration c () ≈ . ergeben. Allerdings müssen dafür die
optischen Instrumente ohne Abbildungsfehler sein, was praktisch nie der Fall ist: Es ist
schwierig,einen vollkommenen ParabolspiegelmiteinemDurchmesservon d L = m her-
zustellen. Insbesondere ist es schwierig, die Bedingung z = , mit einem Heliostaten zu
erfüllen, bei dem der Parabolspiegel durch viele kleine planare Spiegel ersetzt wird. Daher
sind die erreichbaren Konzentrationen immer kleiner als durch ( 6.62 ) gegeben, sie errei-
chen nur die typischen Werte in der Tab. 6.6 .
Ist die Blendenöffnung des Spiegels d L von ähnlicher Größe wie seine Brennweite f ,
kann der Parabolspiegel durch einen leichter zu fertigenden sphärischen Spiegel ersetzt
werden, ohne dass die Abbildungsfehler übermäßig ins Gewicht fallen. Die geometrischen
Verhältnisse für eine sphärische Linse und einen sphärischen Spiegel sind in der Abb. 6.27
dargestellt. Die Brennweite der bikonvexen Linse ergibt sich aus dem Krümmungsradius
a
b
d L
r
r
d L
n
f
f
n
r
r
Abb. 6.27 a Schnitt durch einen Linsenkonzentrator mit der Brennweite f
,wobei n
die Brechzahl des Linsenmaterials ist. b Schnitt durch einen Spiegelkonzentrator mit der Brennweite
f
=
r
/(
(
n
))
=
r
/
 
 
 
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