专利名称：用于抛物槽的柔性自支撑反射器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于抛物槽(parabolic trough)的柔性自支撑反射器、抛物槽本 身、反射器的制造方法、抛物槽的制造方法以及反射器的用途。
背景技术：
用于回收热和电力的收集器中的会聚太阳辐射用的抛物面镜装有曲面镜，以使阳 光聚集在焦点上。这种曲面镜通常由玻璃、铝或塑料片材制造。聚集阳光用的最常见的材料是背面涂有镜面的浮法玻璃。在大多数大规模安装应 用中(阿尔梅里亚、加利福尼亚、…)，将所谓的厚平板玻璃用于太阳能塔装置的定日镜，并 用于槽式收集器的抛物面形状。在其他情况下，使用例如由钢板制成的支撑物上的薄平板玻璃。关于涂有镜面的 铝板或其他在正面上涂有镜面的材料的技术指标已经进行了专门的考察。另外还使用薄的 塑料反射膜。为了应用太阳辐射以供给能量，需要高的反射率。为了实现经济可行性，必须使用 高质量的反射镜。以基于太阳光谱的反射率数值为90%或更大的玻璃镜设定为标准。在这种聚焦式收集器的操作过程中，要求通过洗涤来保持反射器表面不变脏。到目前为止，玻璃是被证实为在太阳能收集器应用的气候条件下永久地耐受降解 的唯一材料。但是，玻璃的明显缺点是在安装、清洁和维护的过程中以及在例如风暴和冰雹的 环境冲击下有破裂的风险。除导致的材料损害外，破碎的玻璃块对人也构成威胁。此外，掉 落的碎片导致邻近玻璃镜或昂贵的接收管的二次损害。当更换破碎的玻璃时，用于必要工 作的成本升高。制造由浮法玻璃制成的弯曲镜面要求在大约600°C温度时的复杂工艺，然后是反 射镜涂膜(mirror-coating)和背面的密封。通常使用大小为诸如1.60mX 1.70m的玻璃抛物面镜用于抛物槽。由于现有的平 板玻璃制造方法，玻璃元件的最大大小为6mX 3. 20m。这些传统的镜在运输至安装地点之前 必须已经弯曲，因此不能以紧凑的方式传送。这些大的弯曲镜的运输是一个相当大的问题。此外，这些镜当中的一些在正面上涂有镜面，S卩，镜面层位于面向阳光的一面。由 于该镜面层是由此曝露于天气的金属层，因此光学质量迅速下降，这已被证实特别地不利。DE 10 2004 054 755A1描述了一种用于聚焦入射光的装置，其中可以设置有丙烯 酸玻璃罩。因此，在之前已知的包括面向光源的金属层的抛物槽中设置有额外的保护外套。DE 197 05 046A1描述了一种用于使用太阳能的装置，其包括光转移元件和光分 布器，其中光分布器可以由透明聚合物固体组成。DE 27 08 499A1描述了一种由圆柱形抛物面镜组成的太阳能收集器，其中镜表面 面向光侧，并且设置在聚合物基质上。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种易于制造、易于运输的无需额外的措施便耐环境 冲击的反射器。在第一个实施方式中，本发明的目的通过一种具有如下特征的用于抛物槽的自支 撑反射器来实现(a)反射率为至少90% ；(b)包括至少一层面向光源的透明塑料材料；和(c)包括至少一层与根据(b)的层相邻的金属层。 与之前采用的玻璃或金属相比，根据本发明的反射器具有显著降低的重量。此外， 与玻璃相比，根据本发明的反射器具有显著更高的耐冲击力。在形状和加工型方面，其具有 充分地更加柔性的构造。此外，根据本发明的反射器可以以挤出法优异地制造。如果必要 的话，热成型可以在显著低于玻璃的温度下进行。此外，根据本发明的反射器不会因尖锐的 碎片对人造成任何危险。根据本发明的反射器优选是柔性的。因此，例如，将反射器在仍然扁平的情况下运 输并在目的地将其以抛物线形状安装将会特别地简单。反射器的最小弯曲半径优选在0. 2 8m的范围内。与之前已知的反射器相比，其 优势在于根据本发明的反射器可以很容易地以诸如卷的形式运输。另外，例如，反射器也可以是刚性的。这可以在制造中通过热成型来实现。其优势 在于反射器不需要特别在目的地被制成所需的形状。例如，光源是太阳或者使阳光偏转到反射器上的装置。优选自支撑反射器仅在一个维度上弯曲。对于根据本发明的反射器，其优势在于 它可以以非常紧凑的状态例如扁平或卷起的状态运送，随后仅仅必须弯曲成诸如抛物线形 状。优选其基础重量在1 20kg/m2的范围内，更优选为2 10kg/m2。因此，根据本 发明的反射器大大轻于之前已知的用于抛物槽的反射器，因此不仅可以更加容易地运输， 而且还能更加容易地安装。优选透明塑料材料选自聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、苯乙烯_丙烯腈聚合物 和/或聚苯乙烯。这些聚合物由于其优异的光学性质，特别适合于面向光源的层。优选金属层的金属选自铝、银和金。由于银能特别有效地反射太阳光谱，故而特别 优选。特别优选至少一层透明塑料材料的层厚在0. 1 8mm的范围内，特别是0. 5 4mm。更优选该层是面向光源的层。已经发现优选的层厚特别适合于保持金属层不受环境 冲击，另一方面，其充分薄而达到高的反射率。 此外，根据本发明的反射器可以优选地设置有通常的防刮涂层。面向光源的透明塑料材料层可以额外地设置有UV保护。后者可以并入层本身，或 者在外部应用于层。塑料层的表面优选在面向远离光的一侧上非常光滑。对于镜来说，表面光滑度通 常通过入射激光束的发散性来量化。因此，根据本发明的反射器引起波长532nm(绿色)的入射激光束的发散性为至多2mrad。因此，优选塑料层的表面在面向光的一侧上也是非常地光滑。优选在其背面可以设置有与金属层相邻的其他塑料层。优选该层的厚度在1 15mm的范围内。优选金属层的厚度在0.5 500 μ m的范围内，特别是在1 50 μ m的范围内。该 层厚的特别优势在于根据本发明的反射器的弯曲半径可以由此显著地降低，因此根据本发 明的反射器可以更加容易地运输。优选反射器在其正面和背面上具有与同一金属层相邻的两层塑料材料。因此，金 属层在两面均被塑料材料围绕，因此也不会在其背面曝露于天气中。根据本发明的反射器 的使用寿命可以由此显著延长至20年或更多。此外，金属层在运输过程中更加不容易被刮 伤或者受其他机械影响。优选反射器的长度为至少7cm，特别是至少10m。因此，充分大的抛物槽镜首次可 以无需像从前那样浪费单个镜元件之间的空间便加以使用。在另一个实施方式中，本发明的目的通过包括根据本发明的反射器的抛物槽来实 现。在另一个实施方式中，本发明的目的通过根据本发明的反射器的制造方法来实 现，其中将至少一层透明塑料材料与金属层共挤出。优选金属层作为箔使用。相对于之前 已知的用于抛物槽的反射器的制造方法，根据本发明的方法的特别的优势在于无需之后的 热成型便可以制造基本上为任意大小的反射器。此外，反射层(金属层)不需要像以前那 样繁琐地在真空工艺中进行蒸汽沉积。在根据本发明的方法中，优选反射器通过冷成型制成抛物线形状。因此，反射器的 最终形状还可以在抛物槽的安装地点形成。如上所述，反射器还可以是刚性的，在这种情况下，其可以另外可选地并优选地通 过热成型来制造。其优势在于反射器不需要特意在目的地制成其形状。在另一个实施方式中，本发明的目标通过根据本发明的反射器在抛物槽中、在聚 光器中、特别是在圆盘式聚光器中以及作为建筑用装饰立面部件中的使用来实现。
具体实施例方式实施例通过螺杆挤出机使聚碳酸酯丸粒熔融并将熔体通过槽模压制，在挤出线上制造根 据本发明的反射器。在挤出过程中，设置这些槽模，使得银箔可以在形成的层之间送入。将 银箔以与从挤出机上形成塑料层的速率完全相同的速率送入。选择槽模中的一个，使得在 箔的一面上形成0. 3mm厚的聚碳酸酯层，在箔之下选择另一个槽模，使得在此形成厚4mm的 层。银箔本身的层厚为25μπι。总之，制造大小为7mX0. 5m的反射器。该反射器设置有通 常的结构元件，以产生并维持精确的抛物线形状。根据本发明的反射器设置有通常的粘合 结合的增强元件。绿色激光束的发散性小于2mrad。阳光的光反射率为至少大约93%。
权利要求
1.一种用于抛物槽的自支撑反射器，其特征在于(a)反射率为至少90%；(b)包括至少一层面向光源的透明塑料材料；并且(c)包括至少一层与如(b)所述的层相邻的金属层。
2.如权利要求1所述的反射器，其特征在于所述透明塑料材料选自聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、苯乙烯一丙烯腈聚合物和/ 或聚苯乙烯。
3.如权利要求1所述的反射器，其特征在于 所述金属层的金属选自Al、Ag和/或Au。
4.如权利要求1所述的反射器，其特征在于所述至少一层透明塑料材料的层厚在0. 1 8mm的范围内，特别是在0. 5 4mm的范 围内。
5.如权利要求1所述的反射器，其特征在于所述金属层的层厚在0. 5 500 μ m的范围内，特别是在1 50 μ m的范围内。
6.如权利要求1所述的反射器，其特征在于具有至少两层与同一金属层相邻的透明塑料材料。
7.如权利要求1所述的反射器，其特征在于 所述反射器的长度至少为7m，特别是至少为10m。
8.一种抛物槽，其包括权利要求1所述的反射器。
9.一种制造权利要求1所述的反射器的方法，其特征在于 将至少一层透明塑料材料与金属层共挤压。
10.一种制造权利要求8所述的抛物槽的方法，其特征在于 通过冷成型将权利要求1所述的反射器制成抛物线形状。
11.一种制造权利要求8所述的抛物槽的方法，其特征在于 通过热成型将权利要求1所述的反射器制成抛物线形状。
12.权利要求1所述的反射器在抛物槽中、在聚光器中或作为建筑用装饰立面部件中 的应用。
全文摘要
本发明涉及一种用于抛物槽的自支撑反射器、抛物槽本身、反射器的制造方法、抛物槽的制造方法以及反射器的用途。
文档编号G02B5/08GK102007435SQ200980113423
公开日2011年4月6日 申请日期2009年4月3日 优先权日2008年4月16日
发明者E·吕佩特 申请人:德国航空航天中心