專(zhuān)利名稱(chēng)：太陽(yáng)能吸收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能吸收器，其具有吸收器本體，該吸收器本體具有一個(gè)面向聚焦器的側(cè)面和一個(gè)背對(duì)該聚焦器的側(cè)面，并且該吸收器本體設(shè)有一種選擇性吸收層，該吸收層在一極限波長(zhǎng)以下吸收太陽(yáng)輻射的光譜，而在該極限波長(zhǎng)以上抑制該吸收器本體的輻射能力。本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求13、17和22前序部分所述的太陽(yáng)能吸收器。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能吸收器是太陽(yáng)能收集器的將太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)換成熱量的部件。在吸收器上除了光學(xué)損失還會(huì)出現(xiàn)熱損失，因?yàn)槠溆捎趯⑻?yáng)輻射轉(zhuǎn)換成熱量具有比環(huán)境更高的溫度。在聚焦的收集器如拋物面收集器、菲涅耳收集器和太陽(yáng)能塔中，吸收器一般被加熱到幾百攝氏度。按照普朗克輻射公式與溫度的四次方成比例的輻射損失在真空絕緣吸收器中相對(duì)于對(duì)流損失占據(jù)主要部分。
技術(shù)問(wèn)題在于自相矛盾的愿望，即吸收器一方面很好地吸收太陽(yáng)輻射，另一方面對(duì)固有輻射的輻射比較差。根據(jù)基爾霍夫定律，物體的光譜吸收能力和輻射能力是相同的。這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)光學(xué)選擇性涂層來(lái)解決，這種涂層具有一種極限波長(zhǎng)，在該極限波長(zhǎng)以下，吸收能力較大，而超過(guò)該極限波長(zhǎng)，則輻射的固有輻射較小。一種這樣的吸收層利用了這種狀況，即吸收器的有待吸收的輻射和有待抑制的輻射的固有輻射的波長(zhǎng)范圍是不同的。
在WO 97/26488中描述了一種吸收器本體，其具有一種光學(xué)選擇性涂層。該涂層的突出之處在于，其一方面很好地吸收由太陽(yáng)輻射的短波輻射(最大0.5μm)，但另一方面來(lái)自吸收器的長(zhǎng)波輻射(最大3.5到5μm)很難被輻射到環(huán)境中。選擇性的吸收層在短波太陽(yáng)光譜范圍內(nèi)具有較低的光譜反射率和較高的吸收率，相反在長(zhǎng)波光譜范圍內(nèi)具有盡可能高的反射率，同樣具有較低的輻射率。
從較低的反射率過(guò)渡到較高的反射率的理想極限波長(zhǎng)主要取決于吸聲層的工作溫度。因此開(kāi)發(fā)了用于平板收集器、真空管收集器和拋物面收集器的不同選擇性層。
在設(shè)計(jì)理想光學(xué)選擇性吸收層的最優(yōu)的極限波長(zhǎng)時(shí)，到目前為止僅僅考慮吸收器的溫度。根據(jù)溫度，極限波長(zhǎng)與太陽(yáng)標(biāo)準(zhǔn)光譜相匹配。但是理想的極限波長(zhǎng)也取決于太陽(yáng)輻射的聚焦。在聚焦的太陽(yáng)能收集器的情況下，聚焦系數(shù)通常在吸收表面上是不均勻分布的。從而在拋物面收集器中僅僅只有大約一半的吸收管被聚焦的太陽(yáng)輻射照射到，而另一半則由未經(jīng)過(guò)聚焦的太陽(yáng)輻射照射。在面向聚焦器的側(cè)面上，輻射一般以系數(shù)10到100倍聚焦。因此在一種在吸收器本體的圓周上均勻的選擇性吸收層的情況下，熱損失由于輻射而沒(méi)有降低到最低限度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是在聚焦的太陽(yáng)能吸收器中將輻射損失總體上降低到最低限度，也就是不僅在面向聚焦器的側(cè)面上、而且在背向聚焦器的側(cè)面上，從而提高捕集的熱量的收益。
該任務(wù)利用根據(jù)權(quán)利要求1、13和17所述的太陽(yáng)能吸收器解決。這些解決方案在吸收器本體上設(shè)置了一種吸收層、在套管上設(shè)置了一種涂層以及在吸收管和套管之間設(shè)置至少一個(gè)元件，這在下面還會(huì)詳細(xì)描述。也可以將這些解決方案相互組合，就像權(quán)利要求22的主題。
根據(jù)第一變型方案，吸收器本體的吸收層在面向聚焦器的側(cè)面上具有一種極限波長(zhǎng)，其大于在背向聚焦器的側(cè)面上的極限波長(zhǎng)。
本發(fā)明基于這種認(rèn)識(shí)，即吸收器本體的兩個(gè)對(duì)置側(cè)面遭受不同的輻射密度，并且由此具有不同的吸收特性和輻射特性。在面向聚焦器的側(cè)面上，極限波長(zhǎng)例如為2350nm。由于在兩個(gè)側(cè)面上不同的極限波長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)了極限波長(zhǎng)與相應(yīng)光譜密度的協(xié)調(diào)，從而入射的輻射的收益根據(jù)光譜密度得到了優(yōu)化。由此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輻射非常高的收益。
對(duì)于聚焦器應(yīng)該理解為所有聚焦的光學(xué)系統(tǒng)。尤其是菲涅耳透鏡、反光鏡、透鏡系統(tǒng)或者收集光學(xué)系統(tǒng)都是聚焦器。
在最簡(jiǎn)單的情況下，涂層分成具有不同吸收層的兩個(gè)區(qū)域。這種分區(qū)可以進(jìn)行細(xì)化，方法是設(shè)置兩個(gè)以上具有階梯形變化的極限波長(zhǎng)的區(qū)域。在此每個(gè)區(qū)域都與局部的輻射強(qiáng)度相匹配。
本發(fā)明尤其可以在拋物面收集器中使用，其具有縱向延伸的吸收管，該吸收管被一種傳熱介質(zhì)例如油通流，其中縱向延伸的拋物面鏡將太陽(yáng)輻射聚焦到吸收管上。在其它類(lèi)型的接收聚焦的太陽(yáng)輻射的太陽(yáng)能吸收器中也可以使用本發(fā)明。其適用于所有情況，在這些情況中吸收器本體的不同表面區(qū)域上的輻射強(qiáng)度是不同的。
吸收器本體優(yōu)選是一種管子，尤其是一種鋼管或者是一種多孔的陶瓷體。
吸收層的厚度優(yōu)選小于10μm，尤其小于200nm。
吸收層優(yōu)選分成兩個(gè)具有不同極限波長(zhǎng)的區(qū)域。在此其中一個(gè)區(qū)域在吸收器本體的整個(gè)背向聚焦器的側(cè)面上延伸，而第二區(qū)域在吸收器本體的整個(gè)面向聚焦器的側(cè)面上延伸。
如果吸收器本體位于管子中，那么對(duì)于區(qū)域應(yīng)理解為一種表面，其一方面在管子長(zhǎng)度上延伸，并且另一方面在圓弧上延伸。多個(gè)區(qū)域沿管子的圓周方向依次并排。
吸收層可以分成具有連續(xù)變化的極限波長(zhǎng)的區(qū)域。在此從一個(gè)區(qū)域到相鄰的區(qū)域的過(guò)渡部分可以連續(xù)地構(gòu)造。在這些區(qū)域內(nèi)部極限波長(zhǎng)也可以連續(xù)改變。
在單個(gè)區(qū)域中不同極限波長(zhǎng)的設(shè)置可以通過(guò)吸收層的不同厚度或者整個(gè)層系統(tǒng)的各個(gè)分層的不同厚度實(shí)現(xiàn)。在此層厚變化優(yōu)選為5％到20％，最好為10％到20％。層厚減小可以圍繞整個(gè)管圓周實(shí)施，這在制造技術(shù)上例如由此實(shí)現(xiàn)，即在涂層過(guò)程中改變管子的旋轉(zhuǎn)速度。
優(yōu)選在背向聚焦器的側(cè)面上的吸收層比在面向聚焦器的側(cè)面上的吸收層薄5％到20％。由此吸收層從吸收過(guò)渡到反射的極限波長(zhǎng)朝較短的波長(zhǎng)偏移。高溫的輻射率由此得到減小。同時(shí)太陽(yáng)能吸收也減小，因?yàn)樘?yáng)光譜的大部分被反射了。
吸收層可以由一種三層系統(tǒng)構(gòu)成，該三層系統(tǒng)由金屬鏡面層、陶瓷金屬層和介電的回波抑制層構(gòu)成。用于使極限波長(zhǎng)改變的厚度變化優(yōu)選在陶瓷金屬層中進(jìn)行。通過(guò)減小陶瓷金屬層厚度，在可見(jiàn)光譜區(qū)域內(nèi)的吸收率也變小。通過(guò)增加回波抑制層的厚度，可以部分平衡這種效應(yīng)，而不會(huì)影響極限波長(zhǎng)。因此有利的是在減小陶瓷金屬層厚度的同時(shí)增加回波抑制層的厚度。
為了簡(jiǎn)化制造方法，也可以對(duì)層厚進(jìn)行改變，方法是在單個(gè)的或者在所有的涂層過(guò)程中使管子不均勻地旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)另一種用于設(shè)置變化的極限波長(zhǎng)的實(shí)施方式，吸收層在各個(gè)區(qū)域中具有不同的成分。
不同的成分優(yōu)選通過(guò)金屬填充材料實(shí)現(xiàn)，其在各個(gè)區(qū)域中以不同的份額存在。這種金屬填充材料優(yōu)選可以存在于陶瓷金屬層中。作為金屬填充材料優(yōu)選的是鉻、鋁、銅和/或鉬。陶瓷金屬層中填充材料的份額在各個(gè)區(qū)域中處于20％和60％之間。
聚焦器在可見(jiàn)區(qū)域和紅外區(qū)域之間的整個(gè)波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)具有高反射性。通過(guò)陶瓷金屬層和/或回波抑制層的厚度和/或成分可以在可見(jiàn)區(qū)域或者說(shuō)近紅外區(qū)域中影響吸收的輻射的份額。
根據(jù)本發(fā)明另一種變型方案，太陽(yáng)能吸收器具有吸收管和套管，該套管包圍著吸收管，其中與聚焦器組合，該太陽(yáng)能吸收器具有一個(gè)面向聚焦器的側(cè)面和一個(gè)背向聚焦器的側(cè)面。根據(jù)本發(fā)明，套管在背向聚焦器的側(cè)面上的至少一個(gè)區(qū)域設(shè)有一種反射熱輻射的涂層。該涂層在太陽(yáng)輻射的波長(zhǎng)范圍內(nèi)可以是部分透明(low-e涂層)的或者反射的(金屬鏡面)。
這種涂層最多在套管的圓周的一半上延伸。在此這種涂層優(yōu)選設(shè)置在套管的內(nèi)側(cè)。
這種涂層優(yōu)選設(shè)置在兩個(gè)側(cè)面的邊緣區(qū)域中，在其之間沒(méi)有設(shè)置任何涂層。由此可以使用直接太陽(yáng)輻射的份額，該份額在邊緣區(qū)域之間的區(qū)段中入射。
直接來(lái)自太陽(yáng)的并且直接、也就是沒(méi)有通過(guò)聚焦器的轉(zhuǎn)向照射到吸收器的份額在普通的拋物面收集器中大約占所有可以收集到的輻射的1％。
側(cè)面的邊緣區(qū)域是既沒(méi)有被太陽(yáng)直接照射、也沒(méi)有被由聚焦器反射的輻射照射到的區(qū)域。因此在這些邊緣區(qū)域中設(shè)置了一種相應(yīng)的涂層，用于降低在該區(qū)域中的熱損失。
當(dāng)太陽(yáng)能吸收器的工作溫度很高時(shí)，借助于透明的或者金屬涂層將套管的背向聚焦器的整個(gè)區(qū)域進(jìn)行完全地覆蓋是有利的。在工作溫度較低時(shí)，該涂層優(yōu)選設(shè)置在邊緣區(qū)域中。
對(duì)于部分透明應(yīng)該理解為一種優(yōu)選為30％到70％的透射率，其中該透射率涉及的是在300nm到2500nm范圍內(nèi)的太陽(yáng)輻射波長(zhǎng)區(qū)域。在紅外區(qū)域(波長(zhǎng)范圍＞2500nm)，該優(yōu)選為金屬的涂層具有高反射性，對(duì)此應(yīng)理解為＞70％的反射率。
涂層優(yōu)選由一種具有高反射率的材料制成。作為涂層的材料優(yōu)選使用鋁或者銀。
根據(jù)本發(fā)明另一種變型方案，在套管和吸收管之間在背向聚焦器的側(cè)面上設(shè)置至少一個(gè)由一種在紅外區(qū)域反射的材料制成的元件。
該元件可以是一種金屬箔、一種織物或者一種板材。
一個(gè)或者多個(gè)這種元件的布置可以根據(jù)套管的涂層進(jìn)行選擇。只要該元件在吸收管的半個(gè)管圓周上延伸。但也可以根據(jù)套管在邊緣區(qū)域中的涂層的布置設(shè)置兩個(gè)元件，其布置在側(cè)面的邊緣區(qū)域中。
所述元件可以具有豎起的棱邊，由此實(shí)現(xiàn)了附加的聚焦作用。豎起的棱邊相對(duì)于聚焦器的軸線優(yōu)選具有＜45°的角度。
所述元件優(yōu)選由鋁或者精煉鋼制成。為了提高在紅外波長(zhǎng)區(qū)域中的反射性，該元件附加地用銀進(jìn)行涂層。
因?yàn)樵撛贾迷谖展芎吞坠苤g的中間區(qū)域中，需要考慮的是，在兩個(gè)管子中的一個(gè)上的連接由于不同材料的不同縱向膨脹系數(shù)會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力。因此優(yōu)選使用一種可以膨脹的材料，或者可運(yùn)動(dòng)地、尤其是可移動(dòng)地布置所述元件。


下面根據(jù)附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明示例性的實(shí)施方式。附圖示出圖1是具有吸收器本體和聚焦器的太陽(yáng)能吸收器的示意圖；圖2是照射到吸收器本體的輻射密度的餅形圖；圖3是在入射輻射未聚焦的情況下光譜輻射密度和吸收率根據(jù)波長(zhǎng)的圖表；圖4是在入射輻射聚焦的情況下光譜輻射密度和吸收率的圖表；圖5是吸收器本體第一實(shí)施例的橫截面圖；圖6是圖5中所示吸收管的局部橫截面圖；圖7-11是根據(jù)不同實(shí)施方式的具有吸收管和套管的太陽(yáng)能吸收器的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了吸收器本體10，其中這里是一種縱向延伸吸收管30，其內(nèi)腔11被一種傳熱介質(zhì)通流。入射的太陽(yáng)輻射12由一種拋物面鏡形式的聚焦器13聚集或者說(shuō)聚焦在吸收器本體10上。該吸收器本體10吸收太陽(yáng)輻射并將其轉(zhuǎn)換成熱量，這些熱量被傳遞到傳熱介質(zhì)中。傳熱介質(zhì)由此得到加熱。
圖2以極坐標(biāo)示出了輻射密度14在吸收器本體的圓周上的分布。在面向聚焦器13的側(cè)面36，輻射密度較高。在背向聚焦器的側(cè)面38，輻射密度等于入射的太陽(yáng)輻射的輻射密度，該輻射密度可以用數(shù)值“1”來(lái)表示。
圖3通過(guò)用20表示的曲線說(shuō)明了入射的太陽(yáng)輻射的輻射密度的光譜分布。用21表示了一條說(shuō)明在溫度為500℃時(shí)一種黑體的光譜輻射密度。這兩條曲線20和21分別具有一個(gè)最大值，并從該最大值向兩側(cè)下降。這兩條曲線相互分開(kāi)，但在底腳區(qū)域相交。
用22表示理想的極限波長(zhǎng)，該極限波長(zhǎng)通過(guò)太陽(yáng)光譜20和黑體光譜21的交點(diǎn)，在該波長(zhǎng)以下，理想的光學(xué)選擇性吸收器完全吸收太陽(yáng)輻射，而其僅僅輻射很微小的輻射損失。這種輻射損失由處于1350nm極限波長(zhǎng)以下曲線21下面的面積構(gòu)成。在該極限波長(zhǎng)22以上，吸收率以及由此輻射率等于零。也就是說(shuō)，吸收器本體10不輻射任何熱量，而其由反射僅僅損失很微小的太陽(yáng)輻射。這種輻射損失與曲線20下面波長(zhǎng)λ＞1350nm部分的面積成比例。
圖4示出了聚焦了系數(shù)50的太陽(yáng)光譜20a以及500℃的熱的黑體的光譜的曲線21a。圖4曲線的比例尺相對(duì)于圖3進(jìn)行了改變。曲線22a示出了一種理想光學(xué)選擇性涂層的吸收率變化曲線。其通過(guò)兩條曲線20a和21a的交點(diǎn)延伸，該交點(diǎn)在輻射密度增加的情況下處于波長(zhǎng)λ＝2400nm處。
由此由圖3和4得出這樣的結(jié)論，即在較高的輻射密度的情況下，曲線22朝著較大的波長(zhǎng)進(jìn)行了偏移。
本發(fā)明充分利用這種狀況，方法是構(gòu)造成吸收管30的吸收器本體10根據(jù)圖5具有不同的吸收層17、18。區(qū)域40中的吸收層17處于面向聚焦器13的側(cè)面上，并且區(qū)域45中的吸收層18處于背向聚焦器的側(cè)面38上。
吸收層17和18是納米范圍內(nèi)的薄層。它們由例如在WO 97/26488中描述的材料制成。尤其是基于Ti-N-O基的干涉吸收層，其取決于層厚引起不同的顏色效果。吸收層17、18基本上可以由相同的基材制成，其中單個(gè)的區(qū)域的區(qū)別是不同的層厚。通過(guò)干涉作用獲得對(duì)于這些區(qū)域不同的極限波長(zhǎng)22。吸收層的厚度應(yīng)小于10μm，并且尤其小于1000nm，最優(yōu)選小于100nm。吸收層均勻地涂覆。
在下面的表1中示出了按本發(fā)明的太陽(yáng)能吸收器的一種實(shí)施例。其中λ表示波長(zhǎng)，GWL表示極限波長(zhǎng)，ε表示吸收層的輻射率。
表1

可以看到，總體上太陽(yáng)能吸收器在不同輻射密度的所有區(qū)域上都具有較高的吸收能力，并提供了較高入射輻射的收益。
圖5中的吸收層17和18兩者也可以具有相同的層結(jié)構(gòu)。這些層優(yōu)選通過(guò)薄層技術(shù)制造，其中將多個(gè)層依次涂覆在基底上。在鋼管31上尤其可以依次分離出鏡面層25、金屬陶瓷層26和介電的回波抑制層27(參見(jiàn)圖6)。鏡面層25反射紅外和可見(jiàn)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的電磁輻射。金屬陶瓷層和回波抑制層26、27的厚度和/或成分影響被吸收的輻射的份額。在金屬陶瓷層26中包含一種填充材料，該填充材料一般占有陶瓷金屬層26的20％到60％。作為填充材料尤其可以考慮鉻、鋁、銅或鉬。
吸收層的光學(xué)特性由區(qū)域17和18中的層厚和/或成分的改變而會(huì)改變。在背向聚焦器的側(cè)面上，吸收層18例如比面向聚焦器的吸收層17構(gòu)造得薄5到20％。厚度優(yōu)選是不變的。由此吸收層的變化僅僅通過(guò)陶瓷金屬層和回波抑制層的改變實(shí)現(xiàn)。背向聚焦器13的吸收層18包括最多一半的管圓周。層厚的減小例如可以通過(guò)改變涂層過(guò)程中管子的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在圖7中示出了另一種實(shí)施方式，該實(shí)施方式具有一個(gè)吸收管30和一個(gè)套管32，其中在套管32的內(nèi)側(cè)面上涂上一種涂層60。這種優(yōu)選為金屬的涂層60位于套管的區(qū)域55中，該區(qū)域背向未示出的聚焦器。在套管32的面向聚焦器的區(qū)域50中，沒(méi)有在套管32上設(shè)置任何涂層。
在圖8中示出了一種改進(jìn)的實(shí)施方式，該實(shí)施方式與圖7中所示的實(shí)施方式的區(qū)別在于，涂層60僅僅在邊緣區(qū)域56、57中施加，在該邊緣區(qū)域中既沒(méi)有用箭頭表示的直接的太陽(yáng)輻射照射，也沒(méi)有被聚焦器反射的輻射照射。
在中間區(qū)域58中設(shè)置了一種不透明的或者半透明的涂層，從而在該區(qū)域58中可以使太陽(yáng)輻射通過(guò)，并且可以照射到吸收管30上。
在區(qū)域58中的金屬涂層的半透明性存在于太陽(yáng)輻射的3000nm到2500nm的波長(zhǎng)范圍中。所有入射的輻射中透射的輻射的份額在太陽(yáng)光光譜中優(yōu)選為大約30％到70％。在遠(yuǎn)紅外區(qū)域(＞2500nm)中，涂層是高反射性的，也就是說(shuō)反射的輻射的百分比份額為大于70％。
在圖9中，在該區(qū)域58中根本沒(méi)有設(shè)置任何涂層。
如果背向反射器的側(cè)面38對(duì)太陽(yáng)輻射不透明或者說(shuō)不透光，那么套管20的一個(gè)區(qū)域可以構(gòu)造成不涂層。不涂層的區(qū)域就像構(gòu)成了一個(gè)用于從外部入射到套管32的背側(cè)38上的太陽(yáng)輻射的窗口。由此保證了太陽(yáng)輻射可以用于獲取熱量。
在圖10中示出了另一種實(shí)施方式，其中在吸收管30和套管32之間設(shè)置了一個(gè)元件70，其由一種在紅外區(qū)域中反射的材料制成。該元件70延伸圓周的一半，并且位于背向聚焦器的區(qū)域中。
該元件70由一種金屬箔制成，該金屬箔優(yōu)選由鋁或者精煉鋼制成。為了提高在紅外波長(zhǎng)范圍內(nèi)的反射率，作為箔還可以使用涂有銀的材料。金屬箔與吸收管或者套管進(jìn)行熱耦合。由此避免了金屬箔局部加熱，并由此使其在環(huán)形縫隙中的形狀或位置由于熱膨脹而改變。在工作中，吸收管30被加熱，從而其膨脹。金屬箔本身是可膨脹和可運(yùn)動(dòng)的，從而吸收管30和金屬箔之間的長(zhǎng)度差得到了平衡。
在圖11中示出了另一種實(shí)施方式，其在吸收管30和套管32之間的中間空間中具有兩個(gè)元件71、72，這兩個(gè)元件設(shè)置在邊緣區(qū)域76和77中，這些邊緣區(qū)域既沒(méi)有被由聚焦器反射的輻射照射到，也沒(méi)有被直接的太陽(yáng)輻射照射到。
為了提高輻射收益，在邊緣上設(shè)置了豎起的棱邊78，其與聚焦器軸線(未示出)構(gòu)成了一個(gè)45°的角度。
附圖標(biāo)記列表10吸收器本體11內(nèi)腔12太陽(yáng)輻射13聚焦器14輻射密度17吸收層18吸收層20曲線，太陽(yáng)光譜21曲線，黑體光譜21a 曲線22極限波長(zhǎng)22a 曲線25鏡面層26陶瓷金屬層27回波抑制層30吸收管31鋼管32套管36面向聚焦器的側(cè)面38背向聚焦器的側(cè)面40吸收管的區(qū)域45吸收管的區(qū)域50套管的區(qū)域55套管的區(qū)域56邊緣區(qū)域57邊緣區(qū)域58中間區(qū)域60金屬涂層70元件71元件
72元件76邊緣區(qū)域77邊緣區(qū)域78棱邊
權(quán)利要求
1.太陽(yáng)能吸收器，其具有吸收器本體(10)，該吸收器本體具有一個(gè)面向聚焦器(13)的側(cè)面(36)和一個(gè)背向聚焦器(13)的側(cè)面(38)，并且設(shè)有選擇性吸收層，該選擇性吸收層在極限波長(zhǎng)(22)以下吸收太陽(yáng)輻射的光譜，并在該極限波長(zhǎng)(22)以上抑制吸收器本體(10)的輻射能力，其特征在于所述吸收層(17、18)在面向聚焦器(13)的側(cè)面(36)上的極限波長(zhǎng)(22)大于在背向聚焦器(13)的側(cè)面(38)上的極限波長(zhǎng)(22)。
2.按權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能吸收器，其特征在于所述吸收層(17、18)分成兩個(gè)以上具有階梯形變化的極限波長(zhǎng)(22)的區(qū)域(40、45)。
3.按權(quán)利要求1或者2所述的太陽(yáng)能吸收器，其特征在于所述吸收器本體(10)是一種吸收管(30)，尤其是一種鋼管(31)。
4.按權(quán)利要求1或者2所述的太陽(yáng)能吸收器，其特征在于所述吸收器本體(10)是一種多孔的陶瓷體。
5.按權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能吸收器，其特征在于所述吸收層(17、18)的厚度小于10μm，尤其小于200nm。
6.按權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能吸收器，其特征在于所述吸收層(17、18)分成兩個(gè)具有不同極限波長(zhǎng)(22)的區(qū)域(40、45)。
7.按權(quán)利要求1、3或者6所述的太陽(yáng)能吸收器，其特征在于所述吸收層(17、18)分成具有連續(xù)變化的極限波長(zhǎng)(22)的區(qū)域。
8.按權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能吸收器，其特征在于所述吸收層(17、18)在所述區(qū)域(40、45)中具有不同的厚度。
9.按權(quán)利要求1到8中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能吸收器，其特征在于所述吸收層(17、18)在所述區(qū)域(40、45)中具有不同的成分。
10.按權(quán)利要求9所述的太陽(yáng)能吸收器，其特征在于所述吸收層(17、18)具有至少一個(gè)陶瓷金屬層(26)，其具有至少一種金屬填充材料，該填充材料在所述區(qū)域(40、45)中的份額是不同的。
11.按權(quán)利要求10所述的太陽(yáng)能吸收器，其特征在于所述金屬填充材料包括鉻、鋁、銅和/或鉬。
12.按權(quán)利要求10或者11所述的太陽(yáng)能吸收器，其特征在于所述在陶瓷金屬層(26)中的填充材料在所述區(qū)域中的份額在20％和60％之間。
13.太陽(yáng)能吸收器，其具有吸收管(30)和套管(32)，該套管具有一個(gè)面向聚焦器(13)的側(cè)面(36)和一個(gè)背向聚焦器(13)的側(cè)面(38)，其特征在于所述套管(32)在背向聚焦器(13)的側(cè)面(38)上的至少一個(gè)區(qū)域(55)設(shè)有一種反射熱輻射的涂層(60)。
14.按權(quán)利要求13所述的太陽(yáng)能吸收器，其特征在于所述涂層(60)最多在套管(30)的一半圓周上延伸。
15.按權(quán)利要求14所述的太陽(yáng)能吸收器，其特征在于所述涂層(60)設(shè)置在兩個(gè)側(cè)面的邊緣區(qū)域(56、57)中，在這兩個(gè)邊緣區(qū)域之間沒(méi)有設(shè)置任何涂層。
16.按權(quán)利要求14或者15所述的太陽(yáng)能吸收器，其特征在于所述涂層(60)由一種在紅外區(qū)域中具有高反射率的材料制成。
17.太陽(yáng)能吸收器，其具有吸收管(30)和套管(32)，該套管具有一個(gè)面向聚焦器(13)的側(cè)面(36)和一個(gè)背向聚焦器(13)的側(cè)面(38)，其特征在于在所述吸收管(30)和套管(32)之間在背向聚焦器(13)的側(cè)面(36)上設(shè)置至少一個(gè)由一種在紅外區(qū)域中反射的材料制成的元件(70、71、72)。
18.按權(quán)利要求17所述的太陽(yáng)能吸收器，其特征在于所述元件(70)是一種金屬箔、一種織物或者一種板材。
19.按權(quán)利要求17或者18所述的太陽(yáng)能吸收器，其特征在于所述元件(70、71、72)最多在套管(32)的一半圓周上延伸。
20.按權(quán)利要求17或者18所述的太陽(yáng)能吸收器，其特征在于在兩個(gè)側(cè)面的邊緣區(qū)域(76、72)中設(shè)置兩個(gè)元件(71、77)。
21.按權(quán)利要求17到20中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能吸收器，其特征在于所述兩個(gè)元件(71、72)具有豎起的棱邊(78)。
22.太陽(yáng)能吸收器，其具有吸收管(30)和套管(32)，該套管具有一個(gè)面向聚焦器(13)的側(cè)面(36)和一個(gè)背向聚焦器(13)的側(cè)面(38)，其特征在于所述吸收管(30)具有一種吸收層(17、18)，其在面向聚焦器(13)的側(cè)面(36)上的極限波長(zhǎng)(22)大于在背向聚焦器的側(cè)面(38)上的極限波長(zhǎng)(22)，并且/或者所述套管(32)在背向聚焦器(13)的側(cè)面(38)上的至少一個(gè)區(qū)域(50、55)設(shè)有一種金屬涂層(60)，并且/或者在吸收管(30)和套管(32)之間在背向聚焦器(13)的側(cè)面(36)上設(shè)置至少一個(gè)由一種在紅外區(qū)域中反射的材料制成的元件(70、71、72)。
全文摘要
一種太陽(yáng)能吸收器，其具有吸收器本體(10)，該吸收器本體在由聚焦器聚焦的輻射入射的側(cè)面上具有一種吸收層(17)，并且在對(duì)置的側(cè)面上具有一種吸收層(18)。在面向聚焦器的側(cè)面上的吸收層具有比在對(duì)置的吸收層大的極限波長(zhǎng)。通過(guò)這種方式在較高輻射密度的區(qū)域中，吸收器本體的輻射發(fā)射的極限朝著較大的波長(zhǎng)偏移，從而吸收器本體的兩側(cè)分別以盡可能最高的輻射收益工作。
文檔編號(hào)F24J2/05GK101023305SQ200580026394
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2005年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月5日
發(fā)明者K·-J·里費(fèi)爾曼, T·庫(kù)克爾科恩, C·希爾德布蘭德特 申請(qǐng)人:肖特股份有限公司