Die Herausforderung

Parabolrinnenkollektoren werden vor allem als solarthermische Kollektoren genutzt, um im kraftwerkstechnischen Maßstab Strom herzustellen. Dabei wird der Strom von einer Dampfturbine erzeugt, wobei die Parabolrinnenkollektoren ein Wärmeträgerfluid erhitzen, das in einem koaxial und konzentrisch zu dem Brennpunkt der Parabolrinne angeordneten Absorberrohr geführt wird. Die Stromerzeugung über eine Dampfturbine ist umständlich und ineffizient. Kann die Brennlinie einer Parabolrinne optisch in eine Mehrzahl neuer Brennlinien aufgespaltet werden, sodass die Anordnung einer Vielzahl hocheffizienter Mehrfachsolarzellen auf den neu geschaffenen Brennlinien einschließlich ihrer elektrischen Verschaltung und einer rückseitigen Kühlung ermöglicht wird?

Die Erfindung

Der RES-Parabolrinnenkollektor besteht aus einem ersten, von der Parabolrinne gebildeten Konzentrator und aus einem zweiten, konzentrisch und koaxial zu der Brennlinie der Parabolrinne angeordneten optischen System aus Linsen oder Prismen, das dazu ausgebildet ist, das von der Parabolrinne konzentrierte Sonnenlicht auf eine Mehrzahl neuer Brennlinien an der Oberfläche eines konzentrisch und koaxial zu der Brennlinie der Parabolrinne angeordneten Absorberrohrs zu konzentrieren. Dadurch wird z.B. eine 500-fache Konzentration des Sonnenlichts auf hocheffiziente Solarzellen ermöglicht, die mit ihrer strahlungsabgewandten Seite auf der Oberfläche des Absorberrohrs angeordnet sind. Der thermische Anteil der eingestrahlten Sonnenenergie erhitzt eine Wärmeträgerflüssigkeit. Die gewonnene Wärme kann zur Stromerzeugung heran gezogen werden oder dient z.B. der thermischen Konditionierung eines Gebäudes in einem Heiz- und/oder Kühlkreislauf.

Die Vorteile

  • 500-fache Konzentration des Sonnenlichts bei einachsiger Nachführung der Parabolrinne
  • Verwendung marktreifer Parabolrinnenmodule
  • Kühlung der PV-Zellen
  • Schutz der PV-Zellen vor Witterungseinflüssen
  • Reduktion der Stromgestehungskosten

Die Anwendungen

  • Direkte Stromerzeugung aus dem Sonnenlicht im kraftwerkstechnischen Maßstab
  • Nutzung der solar gewonnenen Wärme ebenfalls zur Stromerzeugung oder zur thermischen Konditionierung eines Gebäudes