Techniklexikon

Sonnenlichtkonzentrator

Energietechnik, regenerierbare Energiequellen, Anlage zur Konzentration der Sonneneinstrahlung. Da die Leistungsdichte der auf die Erde einfallenden Sonnenstrahlung relativ gering ist (< 1 kW / m²), ist häufig eine Konzentration zweckmässig. Konzentratoren lassen sich in abbildende (fokussierende) und nichtabbildende sowie in ein- und zweidimensional konzentrierende Systeme einteilen. Der maximale Konzentrationsgrad c_max ergibt sich aus der Forderung nach einem Strahlungsgleichgewicht zwischen Emitter (Sonne) und (schwarzem) Absorber. Die an der Eintrittsöffnung (Flächeninhalt A_e) des Konzentrators empfangene Leistung ist durch  gegeben (T_S: Sonnentemperatur, s: Stefan-Boltzmann-Konstante). Die vom Absorber abgestrahlte Leistung ist . Für T_a = T_S folgt bei zweidimensionaler Konzentration c_max = 1 / sin² j_S » 45 000, bei eindimensionaler Konzentration gilt c_max = 1 / sin² j_S » 212.

Sonnenlichtkonzentrator: Schema der Konzentration von Sonnenlicht. Die Konzentration ist optimal, wenn – wie abgebildet – der Konzentrator gerade die gesamte Sonnenscheibe »sieht« (r_S: Sonnenradius, r: Abstand Erde-Sonne, j_S: halber Öffnungswinkel der Sonnenscheibe, A_e/a: Flächeninhalte des Konzentrators an der Eintritts- bzw. Austrittsöffnung).