Regensburg 1998 – wissenschaftliches Programm

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AKE: Arbeitskreis Energie der DPG

AKE 1: Nichtabbildende Optik zur hocheffizienten Umwandlung von Sonnenenergie

AKE 1.1: Hauptvortrag

Montag, 23. März 1998, 09:30–10:15, H32

Nichtabbildende Optik zur hocheffizienten Umwandlung von Sonnenenergie — •Wolfgang Spirkl — Lehrstuhl für Photonik und Optoelektronik, Sektion Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München, Amalienstr. 54, D-80799 München

In der solarthermischen Umwandlung von Sonnenenergie spielt die Flächendichte der Strahlungsleistung auf dem Absorber eine entscheidende Rolle. Der Vortrag behandelt neuere Entwicklungen, mittels Methoden der abbildenden und nichtabbildenden Optik die Strahlung bis nahe zur thermodynamischen Grenze auf kleine Flächen zu konzentrieren. Durch nichtabbildende Reflektoren mit moderaten Konzentrationsfaktoren ist es möglich, in Prozeßwärmekollektoren bei ca. 200 ^∘C Wärme zu gewinnen, ohne die Kollektoren der Sonne nachzuführen. In solarthermischen Kraftwerken werden abbildende Konzentratoren für einachsig nachgeführte Rinnenkonzentratoren (ca. 400 ^∘C) und für zweiachsig nachgeführte Turmkonzentratoren (ca. 1000 ^∘C und mehr) eingesetzt. Mit nichtabbildenden Sekundärkonzentratoren, die nach dem Randstrahlenprinzip der nichtabbildenden Optik und mittels optimierter Strahlverfolgung der Geometrie des abbildenden Primärreflektors speziell angepaßt sind, läßt sich die Konzentration und damit der Systemwirkungsgrad weiter steigern. In Turmkraftwerken wird durch den Einsatz von Sekundärkonzentratoren die parallele Verwendung mehrerer Hochflußabsorber ermöglicht. Durch einen hyperbolischen Umlenkreflektor und nichtabbildende Endkonzentratoren läßt sich Sonnenstrahlung sehr hoher Flächendichte im 100MW-Bereich einem Absorber auf Bodenhöhe zuführen.