DE2533530A1 - Strahlungsenergiesammler - Google Patents

Strahlungsenergiesammler

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DE2533530A1 DE19752533530 DE2533530A DE2533530A1 DE 2533530 A1 DE2533530 A1 DE 2533530A1 DE 19752533530 DE19752533530 DE 19752533530 DE 2533530 A DE2533530 A DE 2533530A DE 2533530 A1 DE2533530 A1 DE 2533530A1
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Description

United States Energy Research And Development Administration, Washington, D.C. 2Ο545, U.S.A.
Strahlungsenergiesammler
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Sammlung elektromagnetischer Energie und insbesondere auf Vorrichtungen, die zur Sammlung und Verwendung von Strahlungsenergie von der Sonne und anderen Quellen geeignet sind. Die bei bekannten Vorrichtungen dieser Art auftretenden Probleme hinsichtlich der wirkungsvollen Ausnutzung der Sonnenenergie bestehen in der Vermeidung eines Energieverlust durch Rückstrahlung (d.h. Energiekonservierung) und im Vermeiden einer komplizierten und damit kostspieligen Vorrichtung zum Nachführen gegenüber der Sonne bei ihrer täglichen Bewegung. Beispielsweise sieht ein Versuch zur Lösung des Energiekonservierungsproblems vor, daß selektive Überzüge aus Energie absorbierenden Oberflächen vorgesehen sind, wobei zur Ausnutzung der gesammelten Energie eine ausgeklügelte
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2 5 3 3 b 3 Q
Isolierung der besonderen Energie-"Falle" verwendet wird. Ein anderer Versuch verwendet im Rahmen der Sammlungsvorrichtung eine reflektierende oder brechende Konzentrationseinrichtung, um die Sammlung der auf eine relativ große Fläche auftreffenden Sonnenenergie zu gestatten, wobei die gesammelte Energie auf eine relative kleine Verwendungsfläche fokussiert wird. Die meisten dieser Systeme sind Spiegel- und Linsensysteme, die grundsätzlich Abbildsysteme sind, wobei die Sonnenenergie zu einem Systembrennpunkt hinreflektiert oder gebrochen wird, wo die Energie zur Erwärmung oder Leistungserzeugung benutzt wird. Dieses Systeme machen Nachlaufsysteme erforderlich, um der Sonne zu folgen und sie sind demnach von fraglicher Praktikabilität bei der Verwendung in großen Sonnenenergiesammlungssystemen, welche übliche Energieerzeugungssysteme ersetzen oder ergänzen könnten.
Eine zum Vermeiden des täglichen Sonnennachführens vorgeschlagene Lösung besteht im Vorsehen von riesigen, aber nur wenig wirkungsvollen Spiegeloberflächen. Keines dieser Systeme hat aber die Probleme der Energiekonservierung und des Sonnennachführens in angemessener Weise gelöst, da die Lösung des einen Problems oftmals die Schwierigkeiten hinsichtlich des anderen Problems erhöht. Systeme, welche die Solarkonzentration durch hohe Faktoren gestatten, erfordern im allgemeinen äußerst sorgfältige und häufige tägliche Einstellungen hinsichtlich der Sonnennachführung, wohingegen Systeme, die nur eine geringe oder keine tägliche Einstellung benötigen, im allgemeinen die niedrigsten Konzentrationsfaktoren liefern.
Der Erfinder und seine Mitarbeiter haben in früheren Publikationen nicht abbildende Lichttrichter für das Sammeln von Licht von Hochenergieteilchen und für größere Konzentration als Abbildsysteme vorgeschlagen; vergleiche dazu beispielsweise: Review of Scientific Instruments, Band 37, Nr. 8, Seiten 1o94-5 (1966), Band 39, Nr. 3, Seiten 419-20 (1968), Band 39, Nr. 8,
Seiten 1217-8 (1968) und J.Opt.Soc.Am., Band 60, Nr. 2, Seiten 245-7 (1970). Die Ähnlichkeit zwischen derartigen Trichtern und der Geometrie von Retinakegeln wurde vom Erfinder in Journal of the Optical Society of America (J.Opt.Soc.Am.), Band 61, Nr. 8, Seiten 1120-21 (1971) behandelt. Diese Publikationen betrafen Vorschläge hinsichtlich "idealer" konisch geformter Lichtkollektoren, die eine f-Zahl =0,5 annähern, was eine physikalisch nicht realisierbare Grenze für Linsensysteme .darstellt. Das Aufnahmefeld der darin vorgeschlagenen konischen Sammler- oder Kollektoren kann durch einen kreisförmigen geraden Kegel dargestellt werden, der eine allmählich verschwindende (über ungefähr 1 ) externe Grenzabtrennung verfügt. Der konische Kollektor muß daher, obwohl er nicht abbildend ist, noch immer zum Nachführen ausgebildet sein.
Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, eine Vorrichtung zum wirkungsvollen Sammeln und Konzentrieren von Strahlungsenergie vorzusehen. Ferner sieht die Erfindung eine nicht abbildende Strahlungsenergiesammelvorrichtung vor, die zur Sammlung von Sonnenenergie verwendet werden kann und der Sonne nicht nachgeführt werden muß. Die Erfindung bezweckt also, einen nicht abbildenden Lichtkollektor zum Sammeln und Konzentrieren von Sonnenenergie ohne Sonnennachführung vorzusehen.
Zusammenfassung der Erfindung: Die Erfindung sieht eine Sammelvorrichtung für elektromagnetische Energie vor, die der Sonne nicht nachgeführt werden muß. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Energieempfänger auf, durch den eine Achse hindurchverläuft und der zwischen zwei Seitenwänden auf jeder Seite der Achse angeordnet ist, wobei diese Seitenwände im wesentlichen die gesamte einfallende Energie direkt auf den Energieempfänger hinreflektieren. Jede der Seitenwände weist zwei Teile auf, wobei der erste Teil jeder Wand an einem Schnittpunkt
B 0 9 8 η 6 / 0 r4 U
der Achse mit dem Umfang des Energieempfängers beginnt und sich längs der Involute (Evolvente) des Teils des Umfangs des Empfängers auf der gleichen Seite wie die Achse wie die in Rede stehende Seitenwand erstreckt, wobei der Festpunkt der Involute (Evolvente)'der andere Punkt des Schnitts der Achse mit dem Umfang des Energieempfängers ist.
Der erste Teil jeder Seitenwand endet am Schnitt mit einer Schattenlinie tangential zum Energieempfanger auf der gleichen Seite der Achse wie die in Rede stehende Seite und bildet einen Winkel mit der Achse gleich dem maximalen Aufnahmewinkel der Vorrichtung. Der zweite Teil jeder Wand ist eine Verlängerung des ersten Teils und derart geformt, daß sämtliche die Achse am maximalen Aufnahmewinkel schneidende und auf irgendeinen Punkt des zweiten Teils auftreffende Energie längs einer Linie tangential zum Energieempfanger gerichtet wird. Der zweite Teil endet dann, wenn eine Linie tangential zum Endpunkt parallel zur Achse verläuft.
Der Energieempfanger kann im wesentlichen symmetrisch zur Achse verlaufen und kann beispielsweise Formen wie ein Kreis, ein Oval oder ein flacher Bogen aufweisen. Die Sammelvorrichtung kann auch mit entgegengesetzten, die Seitenwände verbindenden Endwänden ausgestattet sein. Wenn gewünscht, kann die Vorrichtung unter Verwendung nur einer Seitenwand konstruiert sein. Wenn gewünscht, kann an Stelle des Energieempfängers ein Energiestrahler benutzt werden.
Weitere bevorzugte Aus9estaltungen der Erfindung ergeben sich insbesondere auch aus den Ansprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeiw.inung; in der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 das orfindungsgemäße Gebilde, wobei ein Energiewandler mit Kreisquerschnitt benutzt wird;
R09886/Ü9JU
Fig. 2 die Involute der Seite des Energiewandlers;
Fig. 3 die Konstruktion des Kollektors oder Sammlers der Erfindung;
Fig. 4 die erfindungsgemäße Konstruktion, bei der θ
max
nicht gleich auf beiden Seiten der Bezugsachse ist;
Fig. 5 das erfindungsgemäße Gebilde, wobei der Energiewandler einen ovalen Querschnitt besitzt;
Fig. 6 die erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei der Energiewandler in der Form eines flachen Bogens oder einer Platte ausgebildet ist, und wobei sich die Wände zur Bildung eines Trogs erstrecken;
Fig. 7 und 8 Heizrohr von kreisförmigem und ovalem Querschnitt in einem trogförmigen, gemäß der Erfindung ausgebildeten Gebilde;
Fig. 9 das erfindungsgemäße trogförmige Gebilde mit Endwänden ;
Fig. 10 eine Anordnung von erfindungsgemäßen Energiesammlern, die zur Sammlung von Sonnenenergie verwendet werden.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Strahlungsenergiekonzentrations- und Sammelvorrichtung gezeigt, die Energie über einen Einschlußwinkel θ auf jeder Seite einer
max J
Bezugsachse 12 aufnimmt, und diese Energie in einen Energieaufnehmer 13 richtet. Der Energieaufnehmer kann beispielsweise ein Rohr sein, welches ein Strömungsmittel enthält, das benutzt wird, um die Wärmeenergie zu einer gewünschten Stelle zum Zwecke der Verwendung zu leiten. Der Energieaufnehmer könnte auch ein Fotoelement sein, das
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infolge darauf einfallender Strahlungsenergie einen elektrischen Strom erzeugt. Die Art des verwendeten Aufnehmers oder Empfängers ist nicht auf die oben beschriebenen begrenzt, vielmehr kann irgendeine Art eines Energieempfängers benutzt werden, der auf Strahlungsenergie anspricht.
Ein Energieempfänger oder Aufnehmer 13 mit kreisförmigem Querschnitt ist tangential zu einer Bezugsebene 24 zwischen Seitenwänden 15 und 16 angeordnet, die so geformt sind, daß sie Strahlungsenergie, die längs einer einen Winkel bezüglich der Bezugsachse 12 von weniger als θ bildenden Linie ge-
III 3. X
richtet ist, in den Energieempfänger leiten. Der Energieempfänger 13 ist derart geformt, daß eine zu irgendeinem Punkt an der Oberfläche tangential verlaufende Linie die Oberfläche des Energieempfängers nicht an irgendeinem anderen Punkt kreuzt. Die Bezugsebene 24 ist kein Teil des erfindungsgemäßen Gebildes, sondern wird zur Aufstellung der Beziehung zwischen dem Empfänger und den Seitenwänden verwendet. Der Empfänger ist derart angeordnet, daß er sich auf der einen Seite der Bezugsebene befindet, so daß ein Durchmesser des Empfängers längs der Bezugsachse verläuft. Seitenwand 15 besitzt einen ersten Teil 18 und einen zweiten Teil 19. Seitenwand 16 besitzt einen ersten Teil 21 und einen zweiten Teil 22. Die Seitenwandteile 19 und 22 sind Involuten (Evolventen) der Seiten des Energieempfängers 13, während die Form der Seitenwandteile 19 und 21 durch den Winkel θ bestimmt ist.
max
Fig. 2 veranschaulicht die Entwicklung der Involute der Seite des Energieempfängers. In Fig. 2 ist ein Energieempfänger 31 dargestellt, der die gleiche Kreisform wie der Energieempfänger 13 gemäß Fig. 1 besitzt. Die Involute der Seite 32 des Energieempfängers 31 wird wie folgt ausgebildet. Ein Faden 34 wird am Energieempfänger 31 an einem festen Punkt 35, der sich auf der Bezugsachse 37 befindet, befestigt. Die Bezugsachse 37 entspricht der Bezugsachse 12 der Fig. 1. Der Faden 34
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253353U
- sr ~
wird um Seite 32 herumgewickelt, wobei der Endpunkt 38 des Fadens 34 am Startpunkt 40 liegt. Der geometrische Ort des Endes 40 des Fadens 34, wenn dieser vom Energieempfänger 31 abgewickelt ist, ist die Involute (Evolvente) der Seite 32 des Energieempfängers 31. Dies, ist Kurve 41 der Fig. 2.
Es sei nun wieder auf Fig. 1 Bezug genommen, wo θ der Winkel ist, über den hinweg längs einer einen Winkel von
weniger als θ mit der Bezugsachse 12 einschließenden max
Linie aufgenommene Strahlung in den Empfänger 13 gerichtet wird. Die Linien 43 und 44 werden als Schattenlinien bezeichnet. Eine Schattenlinie ist als eine Linie tangential bezüglich des Empfängers 13 definiert, welche die Bezugsachse 12 an einem Punkt auf der gleichen Seite der Bezugsebene 24 wie der Energieempfänger 13 mit einem Winkel
θ schneidet,
max
Die zweiten Teile 19 der Seitenwand 15 haben die Form der Involute der Seite 25 des Energieempfängers 13. Der zweite Teil 22 der Seitenwand 16 hat die Form der Involute der Seite 26 des Energieempfängers 13. Die zweiten Teile 19 und 22 der Seitenwand enden an den Schattenlinien 43 und 44.
Der erste Teil 18 der Seitenwand 15 ist derart geformt, daß auf irgendeinen Punkt des ersten Teils 18 der Seitenwand 15 mit
eine Winkel θ auftretende Strahlung längs einer Linie remax
flektiert wird, die tangential zum Energieempfänger 13 verläuft. Dies ist durch Strahlungslinien 46 veranschaulicht, die parallel zur Schattenlinie 43 verlaufen. Längs der Strahlungslinien 46 laufende Strahlung wird längs der Linien bis 50 reflektiert, die tangential zum Energieempfänger verlaufen. Längs der Strahlungslinien 52, 53, 54 und 55 verlaufende Strahlung - alle diese Linien schneiden die Bezugsachse 12 mit einem Winkel von weniger als θ -
^ max
werden in (oder gegen) den Energieempfänger 13 gerichtet. Der Seitenwandteil 18 beginnt an der Schattenlinie 43 als eine glatte Fortsetzung des ersten Seitenwandteils 19 und
509886/09 hU
·*■
wird zu einem Endpunkt 57 hin fortgesetzt, der der Punkt ist, wo eine Tangente zur Seitenwand 15 parallel zur Bezugsachse 12 verläuft. Der zweite Teil 21 der Seitenwand ist in der gleichen Weise ausgebildet wie Seitenwandteil und erstreckt sich von Schattenlinie 44 zu Endpunkt 58. Eine Linie tangential zur Seitenwand 16 am Punkt 58 verläuft parallel zur Bezugsachse 12. Obwohl die Konzentrationsvorrichtung der Fig. 1 mit zwei Seitenwände dargestellt wurde, kann die Vorrichtung auch - wenn gewünscht mit nur einer Seitenwand ausgebildet werden. Der Konzentrationsfaktor ist die Breite der Öffnung (Apertur) dividiert durch den Umfang des Empfängers und ist gleich 1/sin θ
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 seien die folgenden Definitionen zum Zwecke dieser Darstellung vereinbart, k ist die Richtung
des bei θ einfallenden Extremstrahls; S ist die Bogenmax ^
länge längs der Profilkurve E des Empfängers gemessen vom
-»
Punkt P als Ursprung; t ist die Tangente an E am Punkt R;
i. ist der Abstand von Punkt R zu Punkt r auf der Konzentrationsvorrichtung oder dem Konzentrator C. Daher gilt: r = R - It. Die Kurven C und E werden durch S parametrisiert: Dann ergibt sich für 0-S-S1 die übliche Involutenbedin-
gung -^- xt = 0, was S. =£Λ ergibt. Für S1-S-S0 wird dr * dr ~* 11 1 ί
3—xt = -j— χ k gefordert, was die Bedingung ist, daß der Extremstrahl in die Tangente reflektiert wird. Dies ergibt S2 = (R2 - R1) χ k - Jc -U2 (t - t.j) xk. Daher ist
S. + S„ = 2 r_ k = 2 r„ sin θ . Somit ist der Konzen-12 2x χ 2x max trationsfaktor 2 r2 /(S. +S)= 1/sin θ
In Fig. 4 ist ein Energiekonzentrator einer ähnlichen Bauart wie in Fig. 1 dargestellt. Der Energieempfänger 16 hat einen kreisförmigen Querschnitt, aber die Winkel e-imax un^ Θ2 max sinc^ verschieden. Die Seitenwand 61 unterscheidet sich somit von der Seitenwand 63. Die Seitenwände 61 und sind in der gleichen Weise wie in Fig. 1 definiert. Ein Spiegel 62 mit Reflexionsoberflächen 64 und 67 ist längs der Bezugsachse 56 angeordnet. Der Spiegel 62 endet auf
509886/09U
— Cm —
•9.
auf einer Höhe, die nicht kleiner ist als die Höhe der längeren Seitenwand, in diesem Beispiel der Seitenwand
In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei der Energieempfänger 65 einen ovalen Querschnitt besitzt und auf der Bezugsebene 66 angeordnet ist, wobei eine Symmetrieachse des Ovals auf der Bezugsachse 67 liegt. Die ersten Seitenteile 71 und 72 der Seitenwände 68 und 69 sind derart geformt, daß die unter einem Winkel θ aufgenommene Energie tangential
max 3
zum Empfänger 65 reflektiert wird. Die zweiten Seitenwandteile 74 und 75 sind die Involuten der Seiten des Empfängers 65 und erstrecken sich zu den Schattenlinien 80 und 81. Die Endpunkte 83 und 84 sind Punkte auf den Seitenwänden 68 und 69, wo die Tangente an die Seitenwände parallel zur Bezugsachse 67 verläuft.
In Fig. 6 ist ein Ausführungsbexspxel dargestellt, in dem der Energieempfänger in der Form eines flachen bogenförmigen Elements oder Blechs mit einem recheckigen Querschnitt ausgebildet ist. Die Seitenwände 87 und 89 sind in der gleichen Weise wie oben beschrieben entwickelt. Es sei bemerkt, daß die Involute des Energieempfangers mit dem dünnen rechteckigen Querschnitt im wesentlichen der Bogen eines Kreises ist, der sich zu den Schattenlinien 91 und 92 erstreckt,
In Fig. 6 sind die Seitenwände 87 und 89 verlängert, um ein trogartiges Gebilde zu formen, wobei sich der flach ausgebildete Energieempfänger 86 ebenfalls in der gleichen Richtung erstreckt. Dieses Gebilde sieht ein Gebilde vor, in dem Energie, die in den Kollektor zwischen den gestrichelten Linien 94 und 95 unter einem Winkel von weniger als θ eintritt,auf den Empfänger 86 gerichtet wird. Die flache Platte oder der Bogen kann beispielsweise eine Anordnung von Fotoelementen aufweisen, um die Strahlungsenergie in einen elektrischen Strom umzuwandeln. Es sei bemerkt, daß der im Querschnitt in den E1Xg. 1,4 und 5
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gezeigte Energieempfänger auch ausgedehnt ausgebildet sein kann, wie dies für den flachen Energieempfänger 86 der Fig. 1 dargestellt ist. Der Spiegel 62 der Fig. 4 sollte in der gleichen Weise ausgedehnt ausgebildet sein.
Die Fig. 7, 8 und 9 zeigen andere Ausbildungsformen der Erfindung, bei denen das trogförmige Gebilde mit in der beschriebenen Weise gekrümmten Seitenwänden Heizrohre als Energieempfänger aufweist. Fig. 7 zeigt ein Heizrohr mit kreisförmigem Querschnitt, während Fig. 8 ein Heizrohr 99 mit ovalem Querschnitt zeigt. In Fig. 9 ist ein mit Endwänden 100 und 101 ausgestattetes Gebilde dargestellt, welche das Gebilde optisch unendlich lang machen.
Die beschriebene und beanspruchte Vorrichtung ist insbesondere zur Konzentration von Sonnenstrahlung verwendbar, da diese Vorrichtung Energie über einen großen Aufnahmewinkel hinweg aufnehmen kann, ohne daß die Konzentrationsvorrichtung beweglich der Sonne nachgeführt werden müßte. Wenn ein hoher Grad an Sonnenkonzentration erforderlich ist, so kann es notwendig sein, jahreszeitliche Änderungen der Kollektorstellung vorzunehmen. In Fig. 10 ist eine Anordnung von Sonnenenergiekollektoren 105 der beschriebenen Art dargestellt, die zum Sammeln von Sonnenenergie angeordnet sind. Die Seitenwände würden ein reflektierendes Material, wie beispielsweise Aluminium oder Silber, aufweisen, welches im wesentlichen die ganze Sonnenenergie reflektieren würde.
Obwohl die Erfindung im einzelnen als eine Sammelvorrichtung und eine Konzentrationsvorrichtung für Energie und zusammen mit einem Energieempfänger beschrieben wurde, so ist die Erfindung doch nicht auf diese Ausbildungsform beschränkt. Es kann irgendein elektromagnetischer Energiewandler, Empfänger oder Sender verwendet werden. Wenn es somit erwünscht ist, Energie über einen Winkel θ zu übertragen, so könnte für den Energieempfänger ein Energiestrahler eingesetzt werden.
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Claims (14)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    . ,.Vorrichtung zur Energiekonzentration mit einem Energie-—■' wandler, der tangential zu einer Bezugsebene angeordnet ist, und eine erste sich hindurcherstreckende ■Bezugsachse aufweist, die senkrecht zur Bezugsebene derart verläuft, daß sich der Energiewandler längs der ersten Bezugsachse von der Bezugsebene weg erstreckt, und wobei eine erste Seitenwand Strahlungsenergie ausrichtet und auf einer ersten Seite des Energiewandlers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
    ein erster Teil (19) der ersten Seitenwand (15) die Form der Involute- der ersten Seite des Energiewandlers (13) besitzt und sich von einem Tangentialpunkt des Energiewandlers (13) zur Bezugsebene (24) zu einer ersten Schattenlinie (43) des Energiewandlers (13) erstreckt, wobei die erste Schattenlinie (43) als eine Linie definiert ist, welche die erste Bezugsachse (12) an einem Punkt auf der gleichen Seite der Bezugsebene (24) wie der Energiewandler (13) unter einem Winkel θ1
    ι max
    schneidet und die ferner tangential zum Energiewandler (13) auf der gleichen Seite der ersten Bezugsachse (12) wie die erste Seitenwand (15) verläuft,
    und wobei Θ., der maximale Winkel von der ersten Be-1 max
    zugsachse (12) ist, an der sämtliche die erste Bezugsachse (12) unter einem Winkel gleich oder weniger als
    Θ.. schneidende Strahlung auf den Energiewandler (13) ι max
    durch die erste Seitenwand (15) gerichtet wird, und wobei ein zweiter Teil (18) der ersten Seitenwand (15) eine Verlängerung des ersten Teils (19) der ersten Seitenwand (15) ist und sich von der ersten Schattenlinie (43) zu einem ersten Endpunkt (57) erstreckt, wobei der zweite Teil (18) der ersten Seitenwand (15) derart geformt ist, daß sämtliche Strahlungsenergie, die die erste Bezugsachse (12) am Winkel θ schneidet und
    ι max
    irgendeinen Punkt auf dem zweiten Teil (18) der ersten Seitenwand (15) trifft, längs einer Linie tangential
    509886/09U
    zum Energiewandler (13) gerichtet wird, wobei der erste Endpunkt (57) der Punkt auf dem zweiten Teil (18) der ersten Seitenwand (15) ist, wo die Tangente dazu parallel zur ersten Bezugsachse (12) verläuft.
  2. 2. Strahlungsenergiekonzentrationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Seitenwand (16) zur Ausrichtung der Strahlungsenergie in den Energiewandler (13) auf einer zweiten Seite des Energiewandlers angeordnet ist, und zwar im wesentlichen entgegengesetzt zur ersten Seite, und wobei ein erster Teil (22) der zweiten Seitenwand (16) die Form der Involute (Evolvente) der zweiten Seite des Energiewandlers (1.3.) besitzt und sich von einem Tangentialpunkt des Energiewandlers (13) zur Bezugsebene (24) zu einer zweiten Schattenlinie (44) des Energiewandlers (13) erstreckt, wobei die zweite Schattenlinie (44) als die Linie definiert ist, die die erste Bezugsachse (12) an einem Punkt auf der gleichen Seite der Bezugsebene (24) wie der Energiewandler (13) unter einem Winkel θο kreuzt, wo θο sich von
    2 max 2 max
    θ1 unterscheidet, und die ferner tangential zum Energiewandler (13) auf der gleichen Seite der ersten Bezugsachse (12) wie die zweite Seitenwand (16) verläuft, wobei θ2 der maximale Winkel von der ersten Bezugsachse (12) ist, bei dem sämtliche die erste Bezugsachse (12) unter einem Winkel gleich oder kleiner als Θ- kreuzende
    2 max
    Strahlungsenergie in den Energiewandler (13) durch die zweite Seitenwand (15) gerichtet wird, und wobei ein zweiter Teil (21) der zweiten Seitenwand sich von der zweiten Schattenlinie (44) aus zu einem zweiten Endpunkt (58) erstreckt, wobei der zweite Teil (21) der zweiten Seitenwand derart geformt ist, daß sämtliche
    die erste Bezugsachse (12) mit dem Winkel 6„ kreuzende ^ 2 max
    und auf irgendeinen Punkt des zweiten Teils (21) der zweiten Seitenwand (15) auftreffende Strahlungsenergie längs einer Linie tangential zum Energiewandler (13) gerichet wird, wobei der zweite Endpunkt (58) der Punkt auf dem zweiten Teil (21) der zweiten Seitenwand (16)
    509886/0944
    ist, wo die Tangente dazu parallel zur ersten Bezugsachse (12) verläuft, und wobei ein Spiegel (62) auf der ersten Bezugsachse angeordnet ist und sich längs der ersten Bezugsachse (12) zu einem Punkt nicht geringer als die Höhe des längeren der ersten (15) und zweiten (16) Seitenwände erstreckt, wobei der Spiegel (62) entgegengesetzte, reflektierende Seiten (64 und 67) aufweist, die den ersten (15) und zweiten
    (16) Seitenwänden gegenüberliegen.
  3. 3. Strahlungsenergiekonzentrationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Seitenwand (16) zum Lenken von Strahlungsenergie in den Energiewandler (13) auf einer zweiten Seite des Energiewandlers (13) im wesentlichen entgegengesetzt zur ersten Seite (15) angeordnet ist, und daß ein erster Teil (22) auf der zweiten Seitenwand (16) die Form der Involute.(Evolvente) der zweiten Seite des Energiewandlers (13) besitzt und sich von einem Punkt der Tangentialität des Energiewandlers (13) zur Bezugsebene (24) zu einer zweiten Schattenlinie (44) des Energiewandlers (13) erstreckt, wobei die zweite Schattenlinie (44) als diejenige Linie definiert ist, welche die erste Bezugsachse (12) an einem Punkt auf der gleichen Seite der Bezugsebene (24) wie der Energiewandler (13) am. Winkel θ1 schneidet, und
    Ί max
    die ferner tangential zum Energiewandler (13) auf der gleichen Seite der ersten Bezugsachse (12) wie die zweite Seitenwand (16) verläuft, wobei O1 der Maximalwinkel der ersten Bezugsachse (12) ist, bei welchem sämtliche die erste Bezugsachse (12) mit einem Winkel gleich oder weniger als Θ.. schneidende Energie in den Energiewandler (13) durch die zweite Seitenwand (16) gerichet wird, wobei ein zweiter Teil (21) der zweiten Seitenwand (16) eine Verlängerung des ersten Teils (22) der zweiten Seitenwand (16) ist und sich von der zweiten Schattenlinie (44) aus zu einem zweiten Endpunkt (58) erstreckt, und wobei
    509886/0944
    -♦Hf .
    der zweite Teil (22) der zweiten Seitenwand (16) derartgeformt ist, daß sämtliche die erste Bezugsachse (12) mit dem Winkel θ1 schneidende und auf irgendeinen
    1 max
    Punkt des zweiten Teils (21) der zweiten Seitenwand (16) auftreffende Strahlungsenergie längs einer Linie tangential zum Energiewandler (13) gerichtet wird, wobei der zweite Endpunkt (58) der Punkt auf dem zweiten Teil (21) der zweiten Seitenwand (16) ist, wo eine Tangente dazu parallel zur ersten Bezugsachse (12) verläuft.
  4. 4. Strahlungsenergiekonzentrationsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Energiewandler (13) längs einer zweiten Bezugsachse parallel zur Bezugsebene (24) erstreckt, und daß die ersten (15) und zweiten (16) Seitenwände sich in der Richtung der zweiten Achse erstrecken und parallel dazu verlaufen, um ein trogartiges Gebilde zu formen.
  5. 5. Strahlungsenergiekonzentrationsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von entgegengesetzt angeordneten Endwänden (1OO und 101) die erste Seitenwand (15) und zweite Seitenwand (16) verbinden, wobei die Endwände (100 und 101) senkrecht zur Bezugsebene (24) verlaufen.
  6. 6. Strahlungsenergiekonzentrationsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Energieempfängers in der Form eines Kreises ausgebildet ist, dessen Durchmesser sich längs der ersten Bezugsachse erstreckt.
  7. 7. Strahlungsenergiekonzentrationsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Energieempfängers die Form eines Ovals besitzt, wobei das Oval eine Symmetrieachse besitzt, die sich längs der ersten Bezugsachse erstreckt.
    5 09886/0944
  8. 8. Strahlungsenergiekonzentrationsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieempfänger in der Form einer flachen Platte (bogenförmiges Material)·ausgebildet ist, deren Längsachse sich entlang der zweiten Bezugsachse erstreckt, wobei die flache Platte symmetrisch bezüglich der ersten Bezugsachse angeordnet ist.
  9. 9. Strahlungsenergiekonzentrationsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieempfänger in der Form einer flachen Platte ausgebildet ist, deren Längsachse sich entlang der zweiten Bezugsachse erstreckt, und wobei sich die Querachse längs der ersten Bezugsachse erstreckt, wodurch eine erste Seite der flachen Platte entgegengesetzt zur ersten Seitenwand oder eine zweite Seite der Platte entgegengesetzt zur zweiten Seitenwand liegt.
  10. 10. Strahlungsenergiekonzentrationsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiesammler Fotoelemente enthält, die auf ersten und zweiten Seiten des Flachplattenenergieempfängers zur Aufnahme von Strahlungsenergie angeordnet sind.
  11. 11. Strahlungsenergiekonzentrationsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Seitenwände aus einem Material hergestellt sind, um im wesentlichen die ganze darauf auffallende Sonnenenergie zu reflektieren.
  12. 12. Strahlungsenergiekonzentrationsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieempfänger die Form eines Heizrohrs besitzt.
    5 0 9 8 8 6 / 0 9 U L
  13. 13. Strahlungsenergiekonzentrationsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizrohr in Form eines einen Kreisquerschnitt aufweisenden Rohrs besitzt, wobei der Durchmesser des Rohrs sich längs der ersten Bezugsachse erstreckt, und die Längsachse des Rohrs sich längs der zweiten Bezugsachse erstreckt.
  14. 14. Strahlungsenergiekonzentrationsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizrohr in der Form eines Rohrs mit symmetrischem ovalen Querschnitt ausgebildet ist, wobei die Symmetrieachse des Ovalrohrs sich längs der ersten Bezugsachse erstreckt, und die Längsachse des Rohrs sich entlang der zweiten Bezugsachse erstreckt.
    5 09886/09U
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