阅读说明：本技术 用于运行接收器的方法和用于实施该方法的接收器 (Method for operating a receiver and receiver for carrying out the method ) 是由 G.安布罗塞蒂 P.古德 于 2018-05-07 设计创作，主要内容包括：根据本发明的接收器(25)设有用于加热传输热的介质的加热区域,所述加热区域具有用于太阳光的光学的开口(3)和布置在入射的太阳光(4)的路径中的、吸收所述太阳光的吸收器(27)；并且带有用于输送所述介质穿过所述加热区域的输送组件,其中,所述吸收器(27)构造为带有减少的对流的黑色体辐射组件并且所述输送组件构造成用于输送气体作为传输热的介质。由此,所述接收器能够更简单且更可靠地构造。(The receiver (25) according to the invention is provided with a heating zone for heating a heat-transferring medium, which heating zone has an optical opening (3) for sunlight and an absorber (27) arranged in the path of the incident sunlight (4) which absorbs the sunlight; and with a transport assembly for transporting the medium through the heating zone, wherein the absorber (27) is configured as a black body radiation assembly with reduced convection and the transport assembly is configured for transporting a gas as a medium for transporting heat. Thereby, the receiver can be constructed more simply and more reliably.)

用于运行接收器的方法和用于实施该方法的接收器

技术领域

本发明涉及根据权利要求1和6的前序部分所述的用于运行接收器的方法和用于实施所述方法的接收器、以及根据权利要求18的前序部分所述的用于接收器的制造方法。

背景技术

接收器被使用在太阳能发电厂中。所述接收器接纳集中的太阳辐射并且由此加热一种传输热的介质，经由所述传输热的介质在随后的技术工艺中利用所获取的热，这经由所述转变成机械功来利用，例如通过驱动涡轮机，以用于实施工业中需要热的工艺或用于供暖、例如住宅领域的远程供暖。

在太阳能塔式发电厂中基本上使用构造为管束的接收器，所述管束适用于最大直至600°C的温度和600的太阳光集中度。为了更高的温度主要使用空间式构造的接收器，所述接收器针对600，1000或更多的太阳光集中度而设计。这样的温度通常处于600°C之上，达到800°C至1000°C及其之上，并且能够在不久之后达到1200°C至1500°C的范围。这样的接收器也能够（然而在较小的比例尺下）在碟式集中器的情况下使用。当前将如下接收器称为空间式接收器，所述接收器的尺寸与管形接收器相反在所有三个维度上的大小是可类比的，所述管形接收器结合凹槽或沟槽收集器来使用。这样的管形接收器具有一个维度，即长度为横截面尺寸（宽度或高度）的许多倍，其倍数在数十倍或数百倍或更多倍的范围内。用于沟槽收集器的接收器不针对上面提及的温度而构造，因为所述沟槽形的集中器关于所述接收器在两个维度上集中，然而在塔式发电厂中的定日镜的场或蝶式集中器在三个维度上集中。

这样的接收器本领域技术人员作为容积式接收器已知，所述容积式接收器也适用于太阳能塔式发电厂，其中，在这样的接收器中能够得到所要求的超过500°C、或超过1000°C，例如至1200°C的温度。然而，高的运行温度引起显著的结构上的耗费。

容积式接收器具有扩展的（宽松的，因此是属于“容积式”接收器）吸收器结构，所述吸收器结构例如能够由宽松的线材编织物或敞开多孔的陶瓷泡沫构成。集中的太阳辐射然后穿入到（宽松的）吸收器结构的内部并且在该处被吸收。所述传输热的介质、如空气或适合的反应副用于随后的反应器被导引穿过敞开多孔的吸收器结构并且由此借助于在所述敞开多孔的吸收器结构处的强制的对流吸收热。所述吸收器结构也能够由管结构、在深度方面分级的格栅结构或带有大的表面的本身任意的结构构成，其促使热从所述吸收器结构对流地传递至传输热的介质，当所述传输热的介质穿流所述吸收器时。

一种容积式接收器例如通过REFOS项目变得已知（Receiver for solar-hybridgas turbine and combined cycle systems; R. Buck, M. Abele, J. Kunberger, T.Denk, P. Heller and E. Lüpfert, 于Journal de Physique IV France 9 （1999）），所述容积式接收器在下面结合图1详细描述。

这样的接收器具有如下缺点：所述吸收器结构制造起来是耗费的并且所述吸收器的穿流可能变得不稳定，尤其是由于在运行中不期望地出现的温度分布。

发明内容

相应地，本发明的任务是，提供一种改善的接收器。

所述任务通过带有权利要求1的特征部分的特征和权利要求6的特征部分的特征的方法来解决。

通过按照根据本发明的方法使所选择的传输热的气体在红外线范围的频带中是吸收式的，并且如此调整运行参数，使得显著部分的热增加通过在所述传输热的气体中的吸收而实现，能够实现所述接收器的简化的概念设计，因为仅更少地通过对流实现热传递。

通过使所述吸收组件构造为带有减少的对流黑色体辐射组件，简化了所述吸收器的构造，并且由此简化了所述接收器的构造和运行，因为所述吸收器不再必须在其深度上将经由所述太阳辐射带入的热以对流的方式给出到所述传输热的气体处。

优选的实施方式具有从属权利要求的特征。

附图说明

下面借助附图详细阐述本发明。

其中：

图1a示出根据现有技术的接收器，

图1b示意性地示出带有在图1a的接收器中的温度走向的线图，

图2以纵剖面示意性地示出根据本发明的接收器，

图3示意性地示出带有在图2的接收器中的温度走向的线图，

图4示意性地示出根据本发明的接收器的一种实施方式，

图5示意性地示出根据本发明的接收器的另一种实施方式，

图6a和6b示出带有在根据本发明的接收器中的温度走向的线图，

图7a至7c示出带有在根据本发明的接收器中的起吸收作用的表面的效率以及温度的线图

图8示出根据本发明的用于接收器的运行方法的步骤，以及

图9示出用于根据本发明的接收器的制造方法的步骤。

具体实施方式

图1a示出用于根据RE-FOS项目的容积式接收器1的试验组件，所述接收器带有用于加热传输热的介质（此处是空气）的加热区域2，所述加热区域具有构造为石英窗的用于太阳或太阳光4的辐射的开口3和在入射的辐射4的路径中布置在所述石英窗3之后的、吸收所述辐射4的吸收器5。在所示出的实施方式中，用于将所述传输热的介质输送通过所述加热区域2的输送组件6具有入口7和出口8，所述介质带有进入温度T_in地通过所述入口到达所述接收器1中，通过所述出口所述介质带有所述离开温度T_out地离开所述接收器。

经由所述输送组件6的边缘侧的通道9，带有所述进入温度T_in的空气被导引至所述接收器1的端侧，在该处所述空气通过适当地构造的开口10到达放置在所述吸收器5之前的分配空间11中、被分配、在这之后穿流所述吸收器5，在此通过所述吸收器以对流的方式加热，并且最终带有温度T_out地到达聚集空间13中并且从该处到达所述出口8中，所述空气通过所述出口离开所述接收器1。所述石英窗3朝内拱弯，从而所述接收器1能够以提高的压力运行，由此被加热的空气能够在压力下被供应给后置的消耗器、例如涡轮机。

构建为容积式吸收器的、节省空间地跟踪所述石英窗3的轮廓吸收器5具有一定数量的精细的线材编织物层，所述太阳光4能够深地穿入到所述线材编织物层中，从而所述吸收器5在其整个深度上被加热并且由此通过所述吸收器而穿流的空气以对流的方式被加热到T_out。如上面所提到的那样，传统的吸收器能够在其它实施方式中由敞开多孔的陶瓷泡沫或其它的带有相比于处于所述吸收器中的空气容积大非常多的表面的组件形成，以便实现所需要的对流的热传递。

隔绝部12包围所述接收器1，为了减轻附图负担而省略的次级集中器在所述接收器的光学的开口3之前联接到所述接收器，所述次级集中器将太阳辐射4的流集中至所述石英窗3。为了减轻附图负担，还将用于所述接收器1和所述输送组件6的控制装置省略，经由所述控制装置适当地调节所述接收器1的运行或空气的引入和引出，如这对于本领域技术人员而言已知的。通过呈所示出的REFOS接收器类型的接收器能够达到800°C的离开温度T_out，在陶瓷的吸收器的情况下为1000°C的离开温度。

图1b示出带有温度曲线16的线图15，所述温度曲线结合图1a示意性地示出流动通过所述接收器1的空气的温度走向。在从所述入口7直至所述边缘侧的通道9的端部的区段A中，实现所述空气从T_in到T₁的小的对流的加热（所述温度曲线16的一部分17）。在区段B中，在所述空气穿行通过所述吸收器5中的开口10期间，实现从T₁到T₂的相关的且对流的第一加热（所述温度曲线16的一部分18）。在区段C中，也就是说在所述分配空间11中，所述空气以吸收的方式加热，但是仅少许地加热，因为空气作为气体混合物例如包含少量CO₂（或其它气体），其在红外线范围内吸收，然而其余对于红外线辐射而言基本上是透明的（所述温度曲线16的一部分19）。最终，所述空气在区段D中穿流所述吸收器5，在该处所述空气以对流的方式被加热到温度T₄，所述温度相应于所述离开温度T_out（所述温度曲线16的一部分20）。在区段E中，所述空气通过所述聚集空间13到达所述出口8中，其中，小的吸收的温度提高又通过吸收红外线的气体组成部分而得到。从T_in到T_out的温度跳跃基本上由对流决定。

图2示意性地示出根据本发明的、构造为空间式接收器的接收器25的一个实施例，所述接收器带有加热区域26，所述加热区域具有用于太阳的辐射的开口3、例如石英窗和此处板形的吸收器27，其中，在所述石英窗3与所述吸收器27之间设置有吸收空间28，所述吸收空间由所述传输热的介质相应于所绘入的箭头从右向左、也就是说逆着所述吸收器27穿流。为此，所述输送装置29具有围绕所述石英窗3周围布置的用于传输热的介质的入口接管30，所述入口接管引导到所述吸收空间28中；和在所述吸收器27之后的中央的出口接管31。为了减轻附图负担，此处在如下各图中也省略所述接收器的隔绝部。

根据本发明，所述吸收器27构造为黑色体辐射组件，也就是说所述吸收器具有布置在入射的太阳光或入射的太阳辐射4的路径中的、吸收所述辐射的表面27'，所述表面如此构造，使得所述吸收器由于入射到所述表面27'上的太阳辐射4而被可运行地加热并且然后经由其表面27'相应地将红外线辐射发出到所述吸收器空间28中。

由此，所述吸收器27将其一显著部分的热功率以红外线辐射的形式发出到所述吸收器空间28中，在该处流向到所述吸收器空间的传输热的介质关于T_out在所述介质到达所述吸收器空间之前就已经在很大程度上或主要以吸收的方式被加热。

真实的结构仅近似像理想的黑色体所做的那样进行辐射。当前，“黑色体辐射组件”理解为，入射的太阳辐射4尽可能大部分地被吸收在所述吸收器的表面处（即原则上仅少许穿入到所述吸收器中，与已知的容积式吸收器相反），从而将所述表面加热到高温，并且由此在这类黑色体中以所涉及的、高的温度辐射到所述吸收器空间28中，带有相对于所述太阳辐射不同的频谱。被发出到所述吸收器空间28中的黑色体辐射的主要份额在直至2000°K的吸收器27的温度（亦或在其之上）中处于红外线范围内，也就是说如所提到的那样，处于相对于可见光更深的频率中。

换言之，即：根据本发明的吸收器构造成经由其黑色体辐射被冷却到如此程度，使得能达到比例χ（对此见下面描述）。

由此，省去了耗费的、尤其是针对容积式接收器而设置的，在深度方面分级的吸收器结构，所述吸收器结构相应地也在其深度上吸收入射的太阳辐射或来自太阳的辐射，其方式为，所述辐射在内部被至少部分地散射并且在多重反射之后越来越被吸收。由此，也省去了通常在这样的吸收器结构中出现的、复杂的热的问题。

由此，所述吸收器27进一步优选地以对流少的方式构造，也就是说例如能被容易穿流，而针对热交换的提高的对流的特性不是重要的。由此，也省去了用于穿流的介质的最大化的对流的构造方案，也就是说对于尽可能高效的热交换器而言必要的带有相比于热交换的介质的穿流的体积更大的表面的结构，所述表面在高的效率的情况下要被耗费地且由此成本高昂地制造，并且在运行中引起所述穿流的介质的显著的压力降，这又对于相应的接收器的效率而言是不利的。

在这一点上要说明的是，在所述吸收器2处通过与所述热交换的介质的触碰所进行的一定的对流的热传递自然是不可避免的，尤其是在图2的所示出的实施方式中，因为所述吸收器在该处形成所述吸收空间28的一壁区段。相应的对流的到传输热的气体处的热传递本身如每个热传递那样无论如何也是欢迎的；然而所述出口温度T_out应显著或主要部分上（对此见下面）基于吸收并且由此能实现所述接收器25的简化的构造。所述吸收器27的（所述）简化的构造尤其如上面所提到的那样开启针对（用于高的温度的低成本接收器的）成本适宜的制造的可行性并且也开启例如在热的方面的更稳定的运行（在所述吸收器27上的温度分布），这引起所述接收器的改善的工业适用性。

根据本发明，得到一种带有用于加热传输热的介质的加热区域的接收器，该加热区域具有用于太阳的辐射的开口和布置在太阳的入射的辐射的路径中的、吸收所述辐射的吸收器；带有用于将所述介质输送穿过所述加热区域的输送组件，其中，在所述吸收器之外设置有用于加热所述传输热的介质的吸收空间，并且所述吸收器构造为对流少的黑色体辐射组件，并且所述输送组件构造成用于输送作为传输热的介质的气体。

在此优选地，构造为对流少的黑色体辐射组件的吸收器构造成用于所述传输热的气体的穿流并且进一步优选地与所述光学的开口3对置。

进一步优选地，如图2所示出的，所述吸收器空间28设置在用于太阳的辐射的开口3与所述吸收器27之间，其中，所述比例χ是所述气体经过所述吸收器之后由通过对在所述吸收器空间28中的吸收器27的辐射的吸收所实现的温度增加（T₃-T₂）与通过所述吸收和在所述吸收器27处的对流所实现的总温度增加（T₄-T₂）的比例。所述气体则在其要么刚好穿过所述吸收器27并且因此到达所述聚集空间33时要么在其在所述吸收器27的位置处刚好被侧向地取出时（例如通过根据图5的开口92'''或93'''）经过所述吸收器27，其中，自然在一种具体的实施方式中能够同时设置有两种可行方案。

在另一种在图中未示出的实施方式中，处于所述吸收器27的背侧上的聚集空间33构造为另外的吸收器空间。在至少部分地气体密封的吸收器的情况下（见下面），气体围绕所述吸收器周围被引导至所述吸收器的背侧并且然后被引导离开所述背侧。

然后，已经以吸收和对流的方式被加热的、传输热的气体穿流所述另外的吸收空间并且附加地、以吸收和对流的方式、优选地根据本发明以温度比例χ≥0.3得到加热。这最终允许，增大起辐射作用的表面27'并且由此优化以吸收的方式所进行热传递。

由此，所述加热区域具有两个带有一个共同的吸收器的吸收器空间，其中，所述比例χ针对所述吸收器空间中的一个吸收器空间或两个吸收器空间而设置。

此外，根据本发明将吸收红外线的气体或气体混合物用作为传输热的介质，所述气体或气体混合物在红外线范围的频带中进行吸收。这样的气体例如是异极气体，优选地CO₂、水蒸气、CH₄、NH₃、CO、SO₂、SO₃、HCl、NO和NO₂，或其混合物，如由水蒸气和CO₂构成的混合物。在使用这样的气体时，最终得到通过所述接收器25使用的或可使用的温室效应，因为所述气体对于所述可见光而言是高透明的，所述可见光由此基本上到达所述吸收器27，但是对于所述吸收器的红外线辐射而言不怎么透明直至几乎不透明，从而所述红外线辐射即在所述吸收器27之前以吸收的方式涉及T_out地在显著的或主要的程度上加热。此处要说明的是，真实的气体不是均匀地在所有频率上吸收可见光或红外线辐射或对于它们而言是透明的，而是特别是在对于一种相应的气体而言特定的频带中是强弱不同的。附加地，所述吸收随着离辐射源的间距而下降。由此，上面关于辐射的吸收或透明性而说到“高透明的”或说到“不怎么透明直至几乎不透明的”。

进一步要说明的是，自然太阳的辐射也具有一定份额的红外线的频带，只要所述辐射通过大气直至到地球表面。由于所述加热区域26如下的构造，即所述加热区域对于红外线频率而言是不怎么透明直至几乎不透明，这（相对小的）份额就此而言直接地、而不是迂回地经由所述吸收器27（由此根据本发明最高效地）有助于所述传输热的流体的加热。这与传统的接收器相反，在所述传统的接收器中，所述太阳辐射的红外线份额也基本上加热所述吸收器并且主要以对流的方式发出到所述传输热的流体处。

根据本发明的吸收器能够构造为孔板，优选地构造为双孔板或构造为简单的、面状的格栅结构。在所述孔板的情况下，孔排列型式在其延展部上分布，从而所述传输热的气体能够容易穿流，但是存在足够多或尽可能多的孔板表面用于吸收进入到所述吸收器空间中的入射的太阳辐射和红外线-再辐射。附加地，所述孔排列型式能够针对容易的可穿流性而设计，因为省去了对流的必要性，并且减少的流动阻力是有利的。本领域技术人员能够在具体的情况下轻松地理想地确定所述孔排列型式。同样对于格栅结构或带有两个平行于彼此的板的双孔板的情况，其中，则一个板的孔相对于另一个板的孔相对彼此错开地布置而言，如此，使得尽管所述热交换的气体的对流少的穿行但仍使所述吸收空间得到所述吸收器的尽可能连贯的、起辐射作用的面。在这种情况下，所述气体被引导穿过所述吸收器。备选地，所述吸收器也能够构造成气体密封的，其中，所述气体则如例如在图5中所示出的那样侧向地从所述吸收器空间26中流出。然后，使所述气体从旁边引导经过所述吸收器。本领域技术人员能够在具体的情况下设置一种混合形式，从而一部分所述气体流动穿过所述吸收器并且一部分从旁边流动经过所述吸收器。所述吸收器则至少部分地具有气体密封的表面并且优选地构造成板形（当所述气体从旁边被引导经过所述吸收器时，存在完全地气体密封的表面）。

适用于所述吸收器的原料不仅具有对太阳辐射的高的吸收度而且具有红外线辐射的高的发射率，它们能够（如果需要的话）利用所述表面27'的适合的纹理化、如例如V形沟槽、伸入到所述表面中或伸出的棱锥状部，或其它的辐射情况而被附加地提高。此外，高的温度（交变）耐受性和腐蚀耐受性（例如针对在高的温度下由于水蒸气或CO₂所实现的氧化）是前提。适合的原料不仅是高温陶瓷如碳化硅（SiC）而且是防火的结构材料，本领域技术人员能够在具体的情况下尤其关于所规定的温度范围来选择所述原料。

得到一种根据本发明的接收器，其带有用于加热传输热的介质的加热区域，所述加热区域具有用于太阳的辐射的开口和布置在太阳的入射的辐射的路径中的、吸收所述辐射的吸收器；带有用于将所述介质输送穿过所述加热区域的输送组件，所述接收器的突出之处在于，还设置有用于加热所述传输热的介质的吸收器空间，并且所述吸收器构造为作用到所述吸收器空间中的辐射组件，并且所述输送组件用于输送作为传输热的介质的气体，其中，所述传输热的介质基本上是在所述红外线范围的频带中起吸收作用的气体，并且与所述吸收器共同作用的吸收器空间如此确定尺寸，使得在运行中，在所述红外线范围的频带中起吸收作用的传输热的气体通过在所述吸收器空间中所进行的吸收所实现的温度增加（T₃-T₂）相对于通过所述吸收和在所述吸收器处的对流所实现的温度增加（T₄-T₂）的比例χ为≥0.3。

在此，根据本领域技术人员的选择，在具体的情况中，根据本发明的接收器能够如此构造，使得在输送通过所述加热区域期间通过对所述吸收器的辐射的吸收所产生的温度如此增加，使得通过对所述吸收器的辐射的吸收所实现的温度增加（T₃-T₂）相对于通过对所述吸收器的辐射的吸收和在所述吸收器处的对流所实现的总温度增加（T₄-T₂）的比例χ为≥0.3。

图3示出带有温度曲线41的线图40，所述温度曲线结合图2示意性地示出流动通过所述接收器25的气体的温度走向。

在区段F中，通过所述温度曲线的一部分42示出吸收红外线的、传输热的气体从T_in到T₁的加热，针对如下情况：在所述接收器25的在图2中所示出的实施方式中，吸收红外线的气体、如在所述接收器1中所述空气（图1）同样地应沿着所述吸收空间28被输送至端侧（然而这不是必然的）。在区段G中，由于所述气体穿行通过所述入口接管30实现所述空气从T₁到T₂的小的对流的加热（所述温度曲线41的一部分43）。

在区段H中，所述吸收红外线的气体流动通过所述吸收空间28并且以吸收的方式通过所述吸收器27的红外线辐射32（此处利用所述太阳辐射的红外线份额）从T₂加热到T₃（所述温度曲线41的一个部分44），之后所述气体在区段I中穿流通过所述吸收器并且在此以对流的方式从T₃加热到T₄（所述温度曲线41的一部分45）。最终，在所述气体处于所述聚集空间33中并且朝向所述出口接管31流动期间，在区段K中实现所述吸收红外线的气体从T₄到所述离开温度T_out进一步的吸收的加热（所述温度曲线41的一部分46）。根据本发明，从T_in到T_out的温度跳跃大部分或主要部分由吸收决定。

由图2和3的图示中得出：所述接收器的输送组件优选地沿流动方向在吸收器27之前具有一个吸收空间28并且沿流动方向在所述吸收器27之后具有另一个（此处构造为聚集空间33的）吸收空间。

本领域技术人员在具体的情况中确定所述运行参数，通常从期望的或需要的离开温度T_out和通过使用来自所述接收器的热所得到的进入温度T_in出发。此外，本领域技术人员选择在具体的情况中适合的吸收红外线的气体或气体混合物并且确定所述吸收空间28中的流动速度（所述流动速度又能够与当前的太阳射入有关）。这样的和另外的在具体的情况中所得到的运行参数能够与彼此有关，带有如下结果：在图3的区段H中、也就是说在所述吸收空间28中以吸收的方式所实现的、所述温度从T₂到T₃的提高在具体的情况中视情况而得到或大或小的结果。

本申请人已发现，根据本发明的优点已经在≥0.3的比例χ中相关地起作用，其中，

也就是说，给出在所述传输热的气体的以吸收的方式所实现的加热与其以吸收和对流的方式实现的总加热之间所述比例，当所述气体流向在红外线范围内起辐射作用的吸收器27并且然后流动穿过所述吸收器（或沿着所述吸收器流动至出口），也就是说经过吸收器时。通过以所选择的运行参数来适当地运行、换言之通过所述接收器25的控制装置的适当的构造，本领域技术人员能够在具体的情况中达到根据本发明的值χ≥0.3。

本领域技术人员能够如所提到的那样在具体的情况中将所述比例χ≥0.3关联于仅对所述吸收器辐射32、55的吸收或关联于对包括对传播通过所述吸收空间28、57（图2和4）的太阳辐射4的红外线份额的吸收在内的吸收器辐射的吸收。

得出的是，根据本发明将在所述红外线范围的频带中起吸收作用的气体设置作为传输热的介质。此外，根据本发明，与所述吸收器共同作用的吸收空间如此确定尺寸，使得在运行中在所述红外线范围的频带中起吸收作用的、传输热的气体在所述吸收腔室中以吸收的方式所实现的温度增加（T₃-T₂）相对于通过所述吸收和在所述吸收器处的对流所实现的总温度增加（T₄-T₂）的比例χ为≥0.3。

优选地，所述热交换的气体通过吸收器区（吸收空间28）朝向吸收器（吸收器27）流动，其中，所述气体在所述吸收器区中以吸收的方式被加热，并且通过所述吸收器也以对流的方式被加热。接收器能够构建成多级，也就是说传输热的介质逐级地加热。根据本发明，则至少一级针对以吸收的方式/以对流的方式实现的带有≥0.3的比例χ的加热而构造。

优选地，则所述加热区域具有两个吸收空间，其中，所述比例χ针对所述吸收空间中的一个或两个吸收空间结合所述吸收器来设置。

对于根据本发明的接收器的高的效率而言一同起决定作用的是，由所述吸收器放射的热量尽可能在很大程度上在所述吸收空间中由所述传输热的气体吸收（并且例如不穿透所述气体，并且通过用于所述太阳辐射的开口作为再辐射又从所述接收器中逃逸）。决定性的参数此处是所述传输热的气体的吸收性α，所述吸收性通过试验测量，由分子光谱学的数据库（例如HITEMP2010）的光谱线值计算，亦或能够近似地根据Hottel定律由发射率线图确定。如果在当前的运行情况下，所述接收器在一个实施方式中如此具有在所述吸收器与所述开口之间的距离H，使得在所述空间区域中，由所述吸收器放射的热功率的60%或更多被所述传输热的气体吸收，则已经得到针对对吸收器热的吸收而设计的接收器的良好的效率。特别优选地，在所提及的空间区域中的高度使得所述吸收器的放射的热功率的80%或更多、特别优选地90%或更多被所述传输热的气体吸收。

此处要说明的是，所述吸收器空间无疑具有用于太阳的辐射的开口和经由其黑色体辐射作用到所述吸收器空间中的吸收器，其中，根据图2和4，所述吸收器优选与所述开口对置。但是原则上，所述吸收器空间也能够不是构造成柱状，而是任意地构造，例如构造成带有凹入的侧壁，从而所述开口小于吸收器表面，这关于不期望的再辐射是有利。在这样一种情况下，通过集中器如此使所述辐射在所述开口中成束，并且在所述开口之后发散，使得整个且更大的吸收器表面被照射。然后，所述吸收器空间可能不在所述凹入的壁之下，但在所述开口之下具有这样的高度，使得在所涉及的空间区域中（在该处存在所述高度）存在上面提及的程度的吸收。

由于所述吸收性与所述气体的类型、其压力和起辐射作用的吸收器表面的温度和所述气体本身的温度有关（Hottel定律），因此本领域技术人员能够根据决定吸收的参数确定所述高度：如所提到的那样，这是所述气体的类型、其运行压力、其温度和所述吸收器表面在运行中的温度，它们就此而言确定所述接收器的运行状态。

得出根据本发明的接收器的一种优选的实施方式，其中，所述吸收空间在所述吸收器之上具有这样的高度，使得在所述接收器的运行状态中在所述空间区域中所述吸收器的放射的热功率的60%或更多、优选地80%或更多、完全特别优选地90%或更多被所述传输热的气体吸收。

图4示出根据本发明的接收器的另一种实施方式。所示出的是穿过接收器50的剖面，所述接收器相应于图2的接收器25，但其中所述吸收器51以其面向光学的开口3的起吸收作用的表面51'具有伸入到所述吸收器空间57中的优选板形的区段54，所述区段在所述吸收器空间57的中间朝向所述开口3延伸并且所述区段基本上平行于通过所绘入的箭头所说明的吸收红外线的热交换的气体的流动方向取向。所述区段54基本上吸收由所述起吸收作用的表面51'发出的红外线辐射，只要所述红外线辐射仍没有被沿着区段流动的气体吸收，即尤其是辐射在这样的频带中，所述气体对于所述频带不怎么被吸收。由此，所述区段加热并且又构成黑色体辐射组件，所述黑色体辐射组件在相应于所述区段54的温度的频谱的总体上进行辐射并且将从旁边流动经过的传输热的气体本身以吸收的方式加热。所述辐射55的这样的频率得到改善的利用，所述频率的辐射仅不怎么被所述气体吸收，因为所述频率使热穿入到所述区段54中，所述区段然后又本身在所有（红外线）频率下进行辐射。所述区段54构成次级吸收器。

这样一种组件能够在更大的尺寸下实施，例如实施成带有15.96m的吸收器表面51'的直径和15.96m的吸收空间53（吸收器表面51'至光学的开口3）的长度。所述接收器50则适用于吸收塔式发电厂的大数量的（或所有）定日镜的流。得出的是，所述接收器50具有吸收空间57并且所述吸收器51以一个区段或次级吸收器54伸入到所述空间中，所述空间优选构造成板形。

在另一种在图中未示出的实施方式中，为太阳光的可见光谱例如能够设置透明的玻璃壁（硼硅玻璃）作为次级吸收器，所述玻璃壁大致在所述吸收器表面51'与所述光学的开口3（图4）之间的中间平行于所述吸收器表面51'布置并且具有用于所述传输热的气体的贯通部，例如呈孔板的类型。所述玻璃壁又通过所述吸收器表面51'的红外线辐射或通过所述红外线辐射的仍没有由所述气体吸收的频率份额被加热，并且本身以黑色体的类型沿两个方向、即不仅朝向所述光学的开口而且朝向所述吸收器辐射。本领域技术人员能够在具体的情况中如此设计玻璃板，使得对于在所述玻璃板与所述光学的开口之间的吸收空间与配属于所述吸收空间的玻璃板的区段而言以及也对于在所述玻璃板与所述吸收器之间的吸收空间连同配属于所述吸收空间的吸收器的区段而言，达到≥0.3的比例χ。根据本发明，得到一种接收器，所述接收器在处于所述吸收器之前的吸收空间中具有另外的构造为带有减少的对流的黑色体辐射组件的次级吸收器，所述吸收空间如此布置和构造，使得所述吸收空间能通过所述吸收器的红外线辐射加热。

图5示意性地示出穿过呈图2的接收器类型的接收器的另一种实施方式的横截面。所述太阳射束4通过由例如石英玻璃3构成的窗入射到所述吸收器27上，所述吸收器的起辐射作用的表面27'加热在所述吸收空间26中穿流的气体，其中，所述气体的温度从所述窗3增加直至吸收器27。相应地，所述气体能够经由开口91至91'''在所述接收器90的柱状的壁中在不同的温度下被取出。箭头显示所述传输热的气体的流动方向，其中，所述箭头在所述开口91至91'''中相应于逐渐升高的温度而相应更长绘入。备选地或与所述开口91至91'''一起，能够设置有伸入到所述吸收空间26中的用于所述气体的线路93，所述线路则经由开口92至92'''将气体在存在于所述开口92至92'''的位置处的温度下馈入。特别是当通过所述接收器90给后置的、在不同的温度级上进行的工艺供给热时，这则是有利的。然后由所述工艺能够将传输热的气体在同样不同的温度上引导返回至所述接收器，从而进一步优选地在所述开口91至91'''和92至92'''的区域中设置有用于所述传输热的气体的另外的导入线路，其用于将所述气体导入到所述接收器90的吸收空间26中（所述另外的导入线路此处为了减轻附图负担而省略）。

得到一种接收器，其中，所述输送组件具有一个或多个与吸收器空间26连接的用于传输热的气体的线路91至9'''和92至92'''，所述线路如此布置，使得从所述吸收器空间26能够取出被部分加热的气体和/或被部分加热的气体能够在如下位置处被供应，在所述位置处，所述吸收器空间26中的气体的温度基本上相应于所供应的被部分加热的气体的温度。

这样的用于被部分加热的气体的导入和导出线路能够设置在根据本发明的吸收式接收器处，而不必修改其布局、尤其是所述吸收器27的布局，所述线路同样能够被使用或停用，而不需要由于不同的热转换进行结构上的修改。

本申请人已发现，χ≥0.5的温度比例χ是特别有利的，当被部分加热的气体使用时，例如当在输入温度T_in为1000K并且输出温度T_out为1800K时所述被部分加热的气体处于1400K的范围内（即在一半温度差的情况下）时：温度层T=1400K在所述吸收器空间26中仍处于纯吸收的范围内并且相应地能简单地达到，在图5中通过所述开口91至91''或92至92''来达到。

图6a和6b以及7a和7b示出根据本申请人的图2的接收器25的数学建模在根据图2的接收器中的不同的运行参数。所述系统利用如今最准确的方式来建模，即“光谱逐线（LBL）光子蒙特卡洛光线追踪”（“Spectral line-by-line (LBL) photon Monte Carloraytracing”），其中，吸收系数来自HITEMP2010光谱学数据库。建模了一种接收器，所述接收器的吸收空间具有15.96m的直径和15.96m的高度，并且所述开口3具有11.28m的直径。由此得到200m²的起吸收作用的表面27'的面积和100m²的开口3的面积。水蒸气被采纳作为传输热的介质，在1bar的压力下，在所述开口3中没有窗。在所述开口3处的辐射通量为200kW/m²，并且在所述起吸收作用的表面27'处的辐射通量为600kW/m²（所述起吸收作用的表面相对于所述开口3具有双倍面积）。所述起吸收作用的表面27'被采纳作为起辐射作用的黑色体，并且（与图2相反）带有连贯的平面的且平滑的表面，从而所述传输热的介质以根据图5的类型通过在所述吸收器27的高度上的开口91'''侧向地从所述吸收器空间26中被引离。

图6a和6b借助线图60和65示出在所述接收器20（图2）的运行中沿着其纵向轴线的温度走向，从所述开口3出发：在竖直轴上绘入以开尔文表示的温度，在水平轴上绘入所述开口3的距离。线图60（图6a）示出带有1000K的输入温度T_in和400K的输出温度T_out的工艺。线图65（图6b）示出同样带有1000K的输入温度T_in、但带有800K的输出温度T_out的工艺。

由于在运行中起加热作用的壁，得到在所述传输热的介质（此处是水蒸气）中的带有在所述吸收器空间26的边缘处提高的温度的温度分布，从而在所述吸收器空间26中的确定的横截面处在所述边缘处（在所述壁处）（温度曲线61或66）存在最高的温度，并且在中间、即在柱状的吸收器空间26的轴线位置处存在最低的温度（温度曲线62或67）。所述温度曲线63或68示出所述水蒸气在所述吸收器空间26的相应的横截面中的平均的温度。

图6a和6b示出根据图5的这样的接收器的一种可行的实施方案，连同针对吸收式接收器的概念验证。

图7a示出针对所述接收器20（图2）的效率的线图70。在水平轴上绘入所述输出温度T_out，其中，采纳1000K的恒定的输入温度T_in。曲线71示出所述接收器20与所述输出温度T_out有关的效率。对于朝向更高温度T_out时所述效率的降低的解释在于由更高的温度决定的从所述开口3中出来的提高的（损耗）再辐射（尽管存在1000K的恒定的输入温度T_in），因为一定份额的再辐射来自所述吸收器空间的（带有提高的温度的）内部。所述吸收式接收器的概念设计据此具有与传统的、对流式接收器相匹敌的或随着输出温度T_out升高甚至改善的效率。

图7b示出针对所述起吸收作用的表面27'的与所述输出温度T_out有关的温度的线图75。又存在如下温度分布，所述温度分布带有在边缘侧更高的温度和在所述柱状的吸收器空间26的轴线位置处最小的温度：曲线76示出在所述起吸收作用的表面27'的边缘处的温度，并且曲线77示出在所述起吸收作用的表面中间的温度。曲线78示出所述起吸收作用的表面的平均温度。随着T_out更高而变得更小的关于所述起吸收作用的表面27'的温度差借助如下来解释：所述黑色体的能量放射以其温度的四次幂而升高，在相对小的温度提高（此处提高300K）的情况下，所述传输热的介质被猛烈地更高地加热（此处加热了1000K）。因此，所述吸收式接收器的概念设计关于所设置的温度T_out具有显著的灵活性：适用于高的温度的吸收器能够同样地针对不同的温度T_out来使用，这在现有技术的对流的吸收器中不是这种情况并且支持吸收式低成本-高温度的接收器的概念设计。

在图6a、6b和7a、7b中所示出的情况根据所使用的建模也适用于带有更小尺寸的接收器20（图2），但是在所述传输热的介质中的压力提高。

图7c示出针对所述接收器20（图2）的效率的线图80，但带有在所述开口3中的窗并且针对不同的尺寸。能看到针对根据对图6a、6b和7a、7b的描述的大尺寸的接收器20的效率，见曲线82。此外，能看到针对小尺寸的效率（所述吸收器空间26的直径和高度=1.596m，在所述开口3中的窗的直径=1.128 m，相当于1 m ²），其中，在所述传输热的气体中的压力为10bar，见曲线81。对相对于图7a稍小的效率的解释在于，在所述起吸收作用的表面上的由于所述窗而减少的通量为554.4kW/m²而不是600kW/m²。

根据本申请人的认识，因此能够将所述接收器20和所述吸收式接收器的所有根据本发明的实施方式的尺寸轻松地扩展，其中，为了在尺寸缩小的情况下得到可类比地大的效率或可类比的温度比例，在相同的比例下必须增大压力，此处例如在缩小了因数10情况下，压力增长了因数10。然而是这样，随着在所述传输热的气体中的压力更大，效率按趋势稍微过比例地升高。在图7c中，示出针对10bar的压力的情况。在具体的情况中，本领域技术人员能够将过压设置在2与20bar之间的范围内、特别优选地设置在5与15bar之间的范围内并且完全特别优选地（如上面所提到的那样）设置为10bar。

在根据图6a至7c的模拟的实施方式中，χ处于＞0.9的范围中，因为在平面的且平滑的起吸收作用的表面处的对流非常小。E要说明的是，对流原则上稍微冷却所述吸收器，因此适合的是，降低由于从所述开口3中出来的再辐射所实现的使效率下降的损耗，即提高所述接收器的效率。然而，提高的对流导致在流动的气体中的压力损耗增加（这又降低效率），以及导致所述吸收器的提高的结构耗费。在具体的情况中，本领域技术人员能够确定在吸收与对流之间的理想的比例，也就是说在χ≥0.3的范围中针对

（见对图3的描述）的确定的值。

根据本申请人的认识，如所提到的那样，χ=0.3的值就已经引起根据本发明的接收器的更简单的构造，所述接收器带有的效率相应于（或高于）已知的根据对流原理构造的接收器的效率。

因为为了使射入到所述吸收空间中的黑色体辐射尽可能强所述吸收器以及所述吸收空间的侧壁的高的温度是有利的，因此省去所以类型的冷却器件、尤其是冷却通道，如这在根据现有技术的接收器中所设置的–要么是在所述壁中的冷却通道，要么是在所述吸收器中的制造对流的冷却通道。得到一种接收器，其中，所述吸收空间的和/或所述吸收器的壁没有冷却器件、尤其是冷却通道。

在另一种在图中未示出的实施方式中，所述吸收器和在所述接收器25（图2）中一样相对于所述光学的开口3布置并且形成所述吸收空间28的壁区域（图2）。然而，区别于所述接收器25，所述吸收器不设有用于所述传输热的介质的穿流开口，而是对于所述传输热的介质而言至少部分地气体密封地构造，从而被加热的气体在所述吸收器的高度上径向地从所述吸收空间中流出。由此，再一次简化所述吸收器的结构，所述比例χ能够被升高到比0.3更高的值。

本领域技术人员能够通过优化根据图2的实施方式、或通过将所述实施方式与其他所描述的特征（根据图4的吸收器51的附加的区段54，根据在图中未示出的实施方式的玻璃板等）相组合来使所述比例χ的值从≥0.3升高到≥0.4或≥0.5或≥0.6或≥0.7或甚至升高到≥0.8。

图8示出一种用于运行根据本发明的优选空间式接收器的方法的步骤。在第一步骤60中，选择适合的接收器，例如带有根据图2的结构的接收器，所述接收器具有能通过太阳光加热的吸收器，通过输送装置将气态的传输热的介质朝向所述吸收器引导，以便为了热传输通过所述吸收器加热所述介质。

在第二步骤61中，将在红外线范围内起吸收作用的气体、尤其是异极气体或如下气体之一：CO₂、水蒸气、CH₄、NH₃、CO、SO₂、SO₃、HCl、NO、和NO₂（亦或所述气体的混合物）选择作为传输热的气体，以便通过朝向所述吸收器输送的气体的吸收在所述吸收器之前就已经吸收所述吸收器的黑色体辐射并且由此加热所述传输热的介质。

在第三步骤62中，如此调整所述接收器的运行参数，使得在所述接收器的运行中，通过在所述吸收器之前的吸收引起的、所述传输热的介质的温度升高相对于通过所述吸收和在所述吸收器处的对流所实现的温度升高的比例χ为≥0.3。

在第四步骤63中，将所述接收器置于运行中并且以参数χ≥0.3运转。

得到一种用于运行接收器的方法，所述接收器带有用于加热传输热的介质的加热区域，和用于输送所述介质穿过所述加热区域的输送组件，其中，在所述加热区域中设置有用于太阳的辐射的开口和布置在太阳的入射的辐射的路径中的、吸收所述辐射的吸收器，并且其中，将在所述红外线范围的频带中起吸收作用的气体设置作为传输热的介质，并且如此调整所述接收器的运行参数且如此选择所述气体，使得所述气体的温度在输送通过所述加热区域（向着所述吸收器）期间通过吸收辐射而如此增加，使得通过吸收辐射所实现的温度增加（T₃-T₂）相对于通过所述吸收和在所述吸收器处的对流所实现的总温度增加（T₄-T₂）的比例χ为≥0.3。

在一种实施方式中，所述比例χ≥0.3关联于仅对吸收器辐射的吸收，从而温度在输送通过所述加热区域期间通过吸收所述吸收器的辐射而如此增加，使得通过对所述吸收器的辐射的吸收所实现的温度增加（T₃-T₂）相对于通过对所述吸收器的辐射的吸收和在所述吸收器处的对流的总温度增加（T₄-T₂）的比例χ为≥0.3。

本领域技术人员能够在具体的情况中将所述比例χ≥0.3关联于仅对所述吸收器辐射32、55的吸收或关联于对包括对传播通过所述吸收空间28、57（图2和4）的太阳辐射4的红外线份额的吸收在内的吸收器辐射的吸收。

优选地，在此将异极气体、进一步优选地CO₂、水蒸气、CH₄或所述气体的混合物选择作为起吸收作用的气体。

本领域技术人员然后能够如此修改根据本发明的方法，使得所述比例χ等于或大于0.4、或0.5或优选地等于或大于0.7、特别优选地等于或大于0.8。

在一种实施方式中，根据本发明的方法能够如此构造，使得所述气体被引导穿过所述吸收器。备选地，能够设置成，所述气体从旁边引导经过所述吸收器。

图9示出根据本发明的用于接收器、例如根据图2至4的接收器的制造方法的步骤，其中，在步骤70中，将所述吸收器构造为带有减少的对流的黑色体辐射组件并且相应地设置与所述吸收器共同作用的吸收器空间，以便能够将热传递到所述传输热的气体上。在这之后，在步骤71中将在所述红外线范围的频带中起吸收作用的气体作为传输热的气体与所述吸收器空间的尺寸如此一起设置，使得能够限定所述接收器的预定的运行状态，在所述运行状态中，所述传输热的气体的通过对所述吸收器的黑色体-（红外线）辐射的和太阳的红外线份额的吸收所实现的温度增加相对于通过所述吸收和在所述吸收器处的对流所实现的温度增加处于≥0.3的比例χ中。

得到一种用于如下接收器的制造方法，所述接收器带有用于加热传输热的介质的加热区域，和用于输送所述介质穿过所述加热区域额输送组件，其中，在所述加热区域中设置有用于太阳光的光学的开口和布置在太阳光的入射的路径中的、吸收所述太阳光的吸收器，其突出之处在于，所述吸收器构造为带有减少的对流的黑色体辐射组件，并且设置有与所述吸收器共同作用的吸收器空间，在所述红外线范围的频带中起吸收作用的气体如此设置作为传输热的介质并且所述吸收器空间如此确定尺寸，使得在所述接收器的预定的运行状态下，可运动地穿流所述吸收空间的传输热的介质的温度通过吸收所述吸收器的红外线辐射（和所述太阳辐射的红外线份额）而增加，如此使得通过在所述吸收器空间中的吸收所实现的温度增加（T₃-T₂）相对于通过所述吸收和在所述吸收器处的对流所实现的总温度增加（T₄-T₂）的比例χ为≥0.3。

优选地，在此将异极气体、特别优选地CO₂、水蒸气、CH₄、NH₃、CO、SO₂、SO3、HCl、NO和NO₂或这些气体的混合物设置作为气体。

在此进一步地，在本发明的一种实施方式中，将所述比例χ调整为等于或大于0.4、优选地0.5、特别优选地0.6、完全优选地0.7和最优选地0.8。

最终，在另一种实施方式中，在所述吸收器空间中能够设置有构造为带有减少的对流的黑色体辐射组件的次级吸收器，并且进一步优选地所述接收器设计为空间式接收器。