AT517230B1 - Solarkraftwerk zur Umwandlung von Sonnenenergie in nutzbare Energie - Google Patents

Abstract

Solarkraftwerk (39) zur Umwandlung von Sonnenenergie in nutzbare Energie, mit einem Konzentrator (1) zur Konzentration von Sonnenstrahlung in einem Absorber (1') und mit Windschutzelementen (40) zum Schutz des Konzentrators (1) gegen die Auswirkung von Windkräften, wobei als Windschutzelemente (40) um Schwenkachsen (41) verschwenkbare Photovoltaikmodule vorgesehen sind, sowie Verfahren zum Schutz eines Konzentrators (1) gegen Windkräfte.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Solarkraftwerk zur Umwandlung von Sonnenenergie in nutzbare Energie, mit einem Konzentrator zur Konzentration von Sonnenstrahlung in einem Absorber und mit Windschutzelementen zum Schutz des Konzentrators gegen die Auswirkung von Windkräften.

[0002] Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Schutz eines Konzentrators zur Konzentration von Sonnenstrahlung in einem Absorber gegen die Auswirkung von Windkräften, wobei Windschutzelemente benachbart des Konzentrators angeordnet werden.

[0003] Aus der WO 2012/145774 ist eine Vorrichtung zur Konzentration von Sonnenstrahlung in einem Absorber bekannt geworden. Die Vorrichtung weist ein aufblasbares Konzentrator-Kissen auf, welches durch eine langgestreckte, im Wesentlichen zylindrische Hülle aus mehreren Folienelementen gebildet ist. Das Kissen weist an der Oberseite ein transparentes Eintrittsfenster zum Durchtritt von Sonnenstrahlung auf. Weiters ist eine Reflektorfolie vorgesehen, mit welcher das Kissen in zumindest zwei getrennte Druckräume unterteilt wird. Die Reflektorfolie weist eine Spiegelfläche auf, mit welcher die eingekoppelte Sonnenstrahlung in Richtung eines Absorbers gebündelt wird. Zur Verankerung des Konzentrators ist ein Verankerungsgerüst vorgesehen. Das Verankerungsgerüst weist ein Nachführungssystem auf, um den kissenförmigen Konzentrator dem Sonnenlauf nachzuführen. Das Nachführungssystem weist mehrere das Konzentrator-Kissen umschließende Nachführungsringe auf, welche mittels Rollvorrichtungen drehbar gelagert sind.

[0004] Die Errichtung von Solarkraftwerken mit solchen Konzentratoren ist insbesondere in weitläufigen Gegenden mit intensiver Sonneneinstrahlung sinnvoll, in denen jedoch heftige Stürme auftreten können. Bei Erreichen hoher Windstärken könnte die Belastungsgrenze der Konzentratoren erreicht werden. Demnach sind Maßnahmen zu treffen, um die Konzentratoren vor den Auswirkungen hoher Windlasten zu schützen. Darüber hinaus können Sandstürme Abrieb bei den Konzentratoren verursachen, welcher den Wirkungsgrad der Konzentratoren beeinträchtigt.

[0005] I m Stand der Technik wurden zwar bereits verschiedene Windschutzsysteme vorgeschlagen, welche jedoch vergleichsweise aufwändig und kostspielig sind. Darüber hinaus konnten die vorhandenen Windschutzsysteme vielfach nicht ausreichend auf Änderungen in den Wind- und Wetterverhältnissen reagieren.

[0006] Demnach besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Solarkraftwerk der eingangs angeführten Art zu schaffen, bei welchem mit konstruktiv einfachen, stabilen und kostengünstigen Mitteln ein Windschutz erzielt wird, mit welchem flexibel auf die herrschenden Umgebungsbedingungen reagiert werden kann.

[0007] Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0008] Erfindungsgemäß sind als Windschutzelemente um Schwenkachsen verschwenkbare Photovoltaikmodule vorgesehen. Die Erfindung beruht daher auf der überraschenden Erkenntnis, dass sich herkömmliche Photovoltaikmodule besonders gut als Windschutzelemente für den Konzentrator eignen. Die Windschutzelemente sind bevorzugt am Untergrund, in Abstand zu dem Konzentrator montiert. Abhängig von den Umweltbedingungen, beispielsweise von Wind oder Tageszeit, können die Photovoltaikmodule so verschwenkt werden, dass ein wirkungsvoller Windschutz für den Konzentrator erzielt wird. In der übrigen Zeit kann mit den Pho-tovoltaikmodulen Strom erzeugt werden, wodurch die Leistungsfähigkeit des Solarkraftwerkes gesteigert wird. Vorteilhafterweise erfüllen die Photovoltaikmodule daher zwei unterschiedliche Aufgaben, nämlich die Stromgewinnung im Normalbetrieb und den Windschutz bei außergewöhnlichen Wind- und Wetterverhältnissen. Durch die Verschwenkbarkeit der Photovoltaikmodule kann präzise auf Windströmungen reagiert werden. Bei dem erfindungsgemäßen Solar kraftwerk wird daher die Sonnenergie auf unterschiedliche Weise ausgenutzt. Die Konzentratoren beruhen auf einer Bündelung der Sonnenstrahlung in dem Absorber. Als Absorber kann insbesondere ein mediendurchströmtes Rohr oder ein Photovoltaikelement vorgesehen sein. Demnach kann der Konzentrator einerseits für konzentrierte Photovoltaik (CPV = Concentrated Photovoltaics) und andererseits für konzentrierte Solarthermie (CSP = Concentrated Solar Power) verwendet werden. Die Photovoltaikmodule wandeln hingegen die Sonnenstrahlung direkt in elektrische Energie um.

[0009] Um die Windschutzelemente in der Umgebung des Konzentrators bei Bedarf in eine Windschutzstellung zu bringen, weist bevorzugt jedes Windschutzelement ein Photovoltaikpa-neel auf, welches mit einer Nachführeinrichtung zur Verschwenkung des Photovoltaikpaneels um dessen Schwenkachse verbunden ist. Vorteilhafterweise kann daher die bei Photovoltaik-modulen üblicherweise bereits vorhandene Nachführeinrichtung nicht nur zur Nachführung des Photovoltaikpaneels an den Sonnenstand, sondern auch zur Überführung des Photovoltaikmo-duls in eine Windschutzstellung genutzt werden. Im Unterschied zur Normalbetriebsstellung ist die Windschutzstellung auf den Schutz des Konzentrators vor den Einflüssen von Windkräften ausgelegt.

[0010] Um den Konzentrator bei besonderen Wind- bzw. Wetterverhältnissen zu schützen, ist es günstig, wenn zumindest ein Sensorelement zur Erfassung eines Umgebungsparameters, insbesondere ein Aerosolsensor, ein Windsensor oder ein Lichtsensor, vorgesehen ist, wobei eine mit dem Sensorelement verbundene Steuereinheit dazu eingerichtet ist, die Windschutzelemente in Abhängigkeit eines Messsignals des Sensorelements um die Schwenkachsen zu verschwenken. Mit Hilfe des Sensorelements kann ein Umgebungsparameter erfasst werden, welcher mit den in der unmittelbaren Umgebung des Konzentrators herrschenden Wind- bzw. Wetterverhältnissen in Zusammenhang steht. Der Messwert des Umgebungsparameters wird als Eingangsgröße an eine Steuereinheit übergeben. Die Steuereinheit weist bevorzugt einen Speicher auf, in dem ein Grenzwert für den Umgebungsparameter abgelegt ist. Die Steuereinheit kann zudem mit einer Bedieneinheit verbunden sein, an welcher insbesondere der Grenzwert für den Umgebungsparameter eingestellt werden kann. Bei Erreichen des Grenzwerts für den Umgebungsparameter kann die Steuereinheit selbständig ein Stellsignal an einen Stellantrieb übermitteln, welcher mit den Windschutzelementen verbunden ist. Das Stellsignal der Steuereinheit ist dafür ausgelegt, die Windschutzelemente über den Stellantrieb in eine Windschutzstellung zu verschwenken. Vorteilhafterweise kann daher auf eine Änderung der Wind-und Wetterverhältnisse am Ort des Konzentrators rasch und unkompliziert reagiert werden, indem die Photovoltaikmodule aus einer an den momentanen Sonnenstand angepassten Betriebsstellung in eine für den Schutz des Konzentrators ausgelegte Windschutzstellung überführt werden.

[0011] Der Schutz des Konzentrators vor Wind- und Wettereinflüssen kann weiter verbessert werden, wenn die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, die Windschutzelemente über die Nachführeinrichtungen in unterschiedliche Winkellagen relativ zueinander zu verschwenken. Vorteilhafterweise können die Photovoltaikmodule unabhängig voneinander verschwenkt werden, so dass die Photovoltaikpaneele in einer Windschutzstellung in verschiedenen Winkellagen anordenbar sind.

[0012] Gemäß einer bevorzugten Ausführung erstreckt sich die Schwenkachse zumindest eines Windschutzelements im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Konzentrators. Auf diese Weise kann das Photovoltaikpa-neel des Windschutzelements einerseits in einer horizontalen Lage angeordnet werden, welche auf einen Schutz gegen Verwirbelungen der Luft ausgelegt ist. Andererseits kann das Photovol-taikpaneel des Windschutzelements in eine vertikale Lage gebracht werden, mit welcher der Wind vor dem Auftreffen auf den Konzentrator erheblich abgebremst wird bzw. über den Konzentrator hinweggeleitet wird.

[0013] Zu diesem Zweck ist es günstig, wenn sich zumindest ein Photovoltaikmodul in der senkrechten Lage des Photovoltaikpaneels über zumindest ein Drittel der Höhe des Konzentra- tors, vorzugsweise über mehr als die Hälfte der Höhe des Konzentrators erstreckt. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn sich zumindest ein Photovoltaikmodul über zumindest ein Drittel der Länge des Konzentrators, vorzugsweise über mehr als die Hälfte der Länge des Konzentrators, besonders bevorzugt über im Wesentlichen die gesamte Länge des Konzentrators, erstreckt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung sind zumindest zwei Konzentratoren vorgesehen, wobei zumindest ein Windschutzelement in einem Zwischenraum zwischen den zwei Konzentratoren und/oder zumindest ein Windschutzelement in einem vom Zwischenraum zwischen den zwei Konzentratoren abgewandten Außenbereich angeordnet ist. Das Photovoltaikmodul zwischen den zwei Konzentratoren kann in der Windschutzstellung auf einen Schutz vor Verwirbelungen ausgelegt sein. Demgegenüber kann das Photovoltaikmodul im Außenbereich in der Windschutzstellung darauf ausgelegt sein, die Windströmungen über die Konzentratoren hinweg zu leiten. In einer bevorzugten Ausführung können zumindest zwei Photovoltaikmodule im Außenbereich im Wesentlichen parallel nebeneinander, insbesondere in Längsrichtung der Konzentratoren verlaufend, angeordnet sein.

[0014] Darüber hinaus ist es günstig, wenn sich zumindest ein Windschutzelement in Längsrichtung des Konzentrators gesehen vor oder hinter dem Konzentrator befindet. Bei dieser Ausführung ist daher zumindest ein Windschutzelement benachbart einer Schmal- bzw. Stirnseite des Konzentrators vorgesehen. Besonders bevorzugt ist es, wenn zumindest ein Windschutzelement an jeder der beiden Schmal- bzw. Stirnseiten des Konzentrators vorgesehen ist. Die Windschutzelemente an den Schmal- bzw. Stirnseiten des Konzentrators sind dazu eingerichtet, den Konzentrator vor Windströmungen zu schützen, welche in einem spitzen Winkel auf die Schmal- bzw. Stirnseite des Konzentrators treffen.

[0015] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung ist die Schwenkachse des Windschutzelementes im Zwischenraum zwischen den zwei Konzentratoren oberhalb der Schwenkachse des Windschutzelements im Außenbereich angeordnet. Diese Ausführung hat sich zum Schutz vor Verwirbelungen als besonders günstig herausgestellt, da das Windschutzelement im Zwischenraum in größerer Höhe angeordnet werden kann und der Ausbildung von Verwirbelungen weniger Raum geboten wird. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Windschutzelement insbesondere in einer waagrechten Position des Photovoltaikpaneels unterhalb einer Oberseite des Konzentrators angeordnet ist. Dadurch kann einer Verschattung des Konzentrators, insbesondere in den Morgen- und Abendstunden, vorgebeugt werden.

[0016] Bevorzugt weist der Konzentrator ein aufblasbares Konzentrator-Kissen, welches ein Deckfolienelement mit einem lichtdurchlässigen Eintrittsfenster zum Einkoppeln von Sonnenstrahlung und eine das Konzentrator-Kissen in zumindest zwei Hohlräume unterteilende Reflektorfolie zum Konzentrieren der Sonnenstrahlung in dem Absorber aufweist, eine Schwenkeinrichtung, mit welcher das Konzentrator-Kissen insbesondere um dessen Längsachse ver-schwenkbar ist, und eine an der Schwenkeinrichtung befestigte Halteeinrichtung zur Halterung des Konzentrator-Kissens auf.

[0017] Bei dieser Ausführung ist es günstig, wenn die Halteeinrichtung einen in Längsrichtung des Konzentrator-Kissens erstreckten oberen Längsträger, welcher an einer im Wesentlichen luftdicht verschlossenen oberen Durchtrittsöffnung des Konzentrator-Kissens angeordnet ist, und/oder einen in Längsrichtung des Konzentrator-Kissens erstreckten unteren Längsträger, welcher an einer im Wesentlichen luftdicht verschlossenen unteren Durchtrittsöffnung des Konzentrator-Kissens angeordnet ist, aufweist. Für die Zwecke dieser Offenbarung beziehen sich die Begriffe „oben“, „unten“, „oberhalb“, „unterhalb“ etc. auf die Betriebsstellung des Konzentrators, in der Sonnenenergie in thermische Energie umgewandelt wird. In der Betriebsstellung ist das Eintrittsfenster des Deckfolienelements der Sonnenstrahlung zugewandt.

[0018] Demnach ist das langgestreckte, im Querschnitt vorzugsweise im Wesentlichen zylindrische Konzentrator-Kissen an der Oberseite an dem oberen Längsträger und an der Unterseite an dem unteren Längsträger befestigt. Vorzugsweise ist das Konzentrator-Kissen an genau zwei Längsträgern angebracht. Bei umfassenden Tests hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die beiden Lagerstellen für das Konzentrator-Kissen, d.h. der obere und der untere Längsträger, geometrisch möglichst weit weg von der Reflektor- bzw. Spiegelfolie angeordnet sind. Daher wird das Konzentrator-Kissen an dessen Oberseite und an dessen Unterseite fixiert. Bevorzugt sind der obere Längsträger und der untere Längsträger ident ausgebildet.

[0019] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung ist der Absorber an der Unterseite des oberen Längsträgers befestigt. Dadurch kann die im Bereich des oberen Längsträgers auftreffende Sonnenstrahlung nicht zur Reflektorfolie gelangen, mit welcher die Sonnenstrahlung in den Absorber fokussiert wird. Aus diesem Grund ist es günstig, wenn der obere Längsträger an der Oberseite ein Photovoltaikelement aufweist, welches vorzugsweise im Wesentlichen dieselbe Breite und dieselbe Länge wie der obere Längsträger aufweist. Vorteilhafterweise kann so die Oberseite des oberen Längsträgers für die Stromerzeugung mit dem Photovoltaikelement genutzt werden.

[0020] Diese Ausführung des Konzentrators kann grundsätzlich unabhängig von dem zuvor beschriebenen Solarkraftwerk mit Windschutzelementen verwendet werden.

Demnach bezieht sich die Erfindung auch auf einen Konzentrator zur Konzentration von Sonnenstrahlung in einem Absorber aufweisend - ein aufblasbares Konzentrator-Kissen, welches ein Deckfolienelement mit einem lichtdurchlässigen Eintrittsfenster zum Einkoppeln von Sonnenstrahlung und eine das Konzentrator-Kissen in zumindest zwei Hohlräume unterteilende Reflektorfolie zum Konzentrieren der Sonnenstrahlung in dem Absorber aufweist, - eine Schwenkeinrichtung, mit welcher das Konzentrator-Kissen insbesondere um dessen Längsachse verschwenkbar ist, und - eine an der Schwenkeinrichtung befestigte Halteeinrichtung zur Halterung des Konzentrator-Kissens, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung einen oberen Längsträger aufweist, welcher an einer im Wesentlichen luftdicht verschlossenen oberen Durchtrittsöffnung des Konzentrator-Kissens angeordnet ist, wobei der obere Längsträger an der Oberseite ein Photovoltaikelement aufweist. Bevorzugt weist das Photovoltaikelement im Wesentlichen dieselbe Breite und dieselbe Länge wie der obere Längsträger auf.

[0021] Bei dem Verfahren zum Schutz des Konzentrators gegen die Auswirkung von Windkräften werden als Windschutzelemente um Schwenkachsen verschwenkbare Photovoltaikmodule verwendet.

[0022] Um Veränderungen in den Wind- und Wetterverhältnissen in der Umgebung des Konzentrators zu erfassen, ist es günstig, wenn ein Umgebungsparameter, insbesondere ein Aerosolgehalt, eine Windstärke oder eine Beleuchtungsstärke, gemessen wird, wobei die Winkellagen der Windschutzelemente in Abhängigkeit von dem zumindest einen Umgebungsparameter eingestellt werden. Je nach Ausführung des Sensorelements können einerseits unterschiedliche Kategorien von Stürmen, wie Sandstürme, Tornados etc., erfasst werden, welche verschiedenartige Schutzmaßnahmen erfordern können. Insbesondere kann die Stellung der Windschutzelemente an die jeweilige Sturmkategorie angepasst werden. Bei Verwendung eines Lichtsensors kann die Beleuchtungsstärke am Ort des Konzentrators erfasst werden. Dadurch kann beispielsweise die Morgen- bzw. Abenddämmerung erkannt werden, um den Konzentrator in die Betriebsstellung bzw. in die Nachtstellung zu überführen.

[0023] In einer Starkwindstellung kann ein Photovoltaikpaneel eines Windschutzelementes zwischen zwei Konzentratoren in einer im Wesentlichen waagrechten Lage angeordnet und/oder ein Längsträger des Konzentrators benachbart einer Schwenklagereinrichtung zwischen einem Schwenkring zum Verschwenken des Konzentrators und einem Trägerrahmen zur Aufhängung des Schwenkrings angeordnet werden. Die Starkwindstellung ist darauf ausgelegt, die mechanische Beanspruchung des Konzentrators durch hohe Windkräfte zu minimieren. Zu diesem Zweck kann das Photovoltaikpaneel zwischen zwei Konzentratoren in eine waagrechte Lage gebracht werden, mit welcher Verwirbelungen reduziert bzw. unterbunden werden. Darüber hinaus kann zumindest ein Photovoltaikpaneel im Außenbereich, d.h. auf einer dem Wind ausgesetzten Seite des Solarkraftwerkes, in eine vertikale Lage gebracht werden, mit welcher die Windströmungen gebremst bzw. über die Konzentratoren hinweg geleitet werden. Bevorzugt sind in der Starkwindstellung zumindest zwei Photovoltaikmodule im Wesentlichen parallel zueinander im Außenbereich des Solarkraftwerks angeordnet. Bei dieser Ausführung ist das äußere Photovoltaikmodul bevorzugt in einem spitzen Winkel zur Vertikalen angeordnet, wohingegen das zumindest eine innere Photovoltaikmodul im Außenbereich im Wesentlichen senkrecht angeordnet ist. Dadurch können Windströmungen noch besser vom Konzentrator ferngehalten werden.

[0024] In der Starkwindstellung kann der Konzentrator so angeordnet werden, dass die Belastungen durch den Starkwind minimiert werden. Bevorzugt weist der Konzentrator, wie oben beschrieben, zumindest einen Längsträger, insbesondere einen oberen und einen unteren Längsträger, auf, welcher sich entlang einer oberen bzw. unteren Durchtrittsöffnung des Konzentrators erstreckt. In der Starkwindstellung kann der Längsträger benachbart einer Schwenklagereinrichtung angeordnet werden, mit welcher der Schwenkring verschwenkbar an einem Trägerrahmen aufgehängt wird. Dadurch wird der Konzentrator besonders stabil gelagert, um den bei Stürmen auftretenden Windkräften standzuhalten. Besonders bevorzugt ist es, wenn der untere Längsträger unterhalb einer Schwenklagereinrichtung zwischen dem Schwenkring und dem Trägerrahmen angeordnet wird. Auf diese Weise wird das Deckfolienelement zumindest teilweise dem Untergrund zugewandt.

[0025] Bei Sandstürmen soll primär die abrasive Wirkung des vom Wind mitgeführten Sandes minimiert werden. Aus diesem Grund ist es günstig, wenn in einer Sandsturmstellung das Pho-tovoltaikpaneel des Windschutzelementes zwischen zwei Konzentratoren in eine im Wesentlichen senkrechte Lage gebracht und/oder ein oberer Längsträger an einem Deckfolienelement und ein unterer Längsträger an einem Bodenfolienelement des Konzentrators im Wesentlichen in derselben horizontalen Ebene angeordnet werden. Bevorzugt sind die Deckfolienelemente zweier Konzentratoren in der Sandsturmstellung einander zugewandt bzw. vom Außenbereich abgewandt. Dadurch kann das Deckfolienelement besonders gut vor Abrieb durch Sandkörner geschützt werden, so dass die Lichtdurchlässigkeit im Dauerbetrieb gewährleistet ist. Vorteilhafterweise kann der Wirkungsgrad des Konzentrators selbst unter widrigen Umweltbedingungen über lange Betriebsdauern erhalten werden.

[0026] Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird ein ein lichtdurchlässiges Eintrittsfenster aufweisendes Deckfolienelement in einer Nachtstellung des Konzentrators dem Untergrund zugewandt. Dadurch können Staubablagerungen sowie Feuchtigkeitsansätze am Deckfolienelement während der Nachtstunden weitgehend vermieden werden, so dass der Konzentrator am nächsten Tag den gewünschten Wirkungsgrad erbringen kann.

[0027] Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, weiter erläutert. In der Zeichnung zeigt [0028] Fig. 1a eine schaubildliche Ansicht eines Konzentrators zur Konzentration von Sonnenstrahlung in einem Absorber (vgl. Fig. 2), bei welchem mehrere Schwenkringe zum Verschwenken eines Konzentrator-Kissens (vgl. Fig. 1b, 1c und Fig. 2) an einem Trägerrahmen aufgehängt sind; [0029] Fig. 1b eine weitere schaubildliche Ansicht des erfindungsgemäßen Kon zentrators gemäß Fig. 1a, wobei zusätzlich das Konzentrator-Kissen (ohne dessen Endstücke) ersichtlich ist; [0030] Fig. 1c eine weitere schaubildliche Ansicht des Konzentrators gemäß Fig. 1b, wobei das Konzentrator-Kissen im Betriebszustand einschließlich dessen Endstücke ersichtlich ist; [0031] Fig. 2 eine Querschnittsansicht des Konzentrators gemäß Fig. 1, wobei das Konzentrator-Kissen im montierten Zustand ersichtlich ist; [0032] Fig. 3 eine schaubildliche Detailansicht eines Ausschnitts des Konzentra tors gemäß Fig. 1, 2, wobei die Befestigung eines das Konzentrator-Kissen tragenden oberen Längsträgers am Schwenkring ersichtlich ist; [0033] Fig. 4a und Fig. 4b je eine schaubildliche Ansicht einer Schwenklagereinrichtung zum

Verschwenken der Schwenkeinrichtung; [0034] Fig. 5 eine schaubildliche Detailansicht eines Ausschnitts des Konzentra tors gemäß Fig. 1 bis 3, wobei die Befestigung des Konzentrator-Kissens an dem oberen Längsträger ersichtlich ist; [0035] Fig. 6 eine Ansicht einer alternativen Ausführung des Konzentrators (ohne die Endkappen); [0036] Fig. 7 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Solarkraft werks mit mehreren Konzentratoren gemäß Fig. 6, wobei Photovol-taikmodule als Windschutzelemente vorhanden sind; [0037] Fig. 8 ein Funktionsschema des Solarkraftwerks gemäß Fig. 7, wobei

Umweltparameter mit Sensorelementen gemessen und als Eingangsgröße für eine Steuereinheit herangezogen werden, mit welcher die Schwenkantriebe der Photovoltaikmodule und der Konzentratoren angesteuert werden; [0038] Fig. 9 eine schematische Ansicht des Solarkraftwerks gemäß Fig. 7, 8 in einer Starkwindstellung; [0039] Fig. 10 eine schematische Ansicht des Solarkraftwerks gemäß Fig. 7, 8 in einer Sandsturmstellung; [0040] Fig. 11 eine schematische Ansicht des Solarkraftwerks gemäß Fig. 7, 8 in einer Nachtstellung; [0041] Fig. 12 eine schematische Ansicht des Solarkraftwerks gemäß Fig. 7, 8 in einer Nacht- und Reinigungsstellung, und [0042] Fig. 13 eine schematische Draufsicht auf ein Solarkraftwerk gemäß der

Erfindung, wobei die Konzentratoren allseitig von Windschutzelementen umgeben sind und zudem Windschutzelemente zwischen den Konzentratoren vorgesehen sind.

[0043] In Fig. 1 ist ein Konzentrator 1 zur Konzentration von Sonnenstrahlung in einem Absorber 1' (vgl. Fig. 2) gezeigt, der Konzentrator 1 weist ein aufblasbares Konzentrator-Kissen 2 (vgl. Fig. 1b, 1c und Fig. 2) auf. Das Konzentrator-Kissen 2 weist ein Deckfolienelement 3" mit einem lichtdurchlässigen Eintrittsfenster 3 zum Einkoppeln von Sonnenstrahlung und eine das Konzentrator-Kissen 2 in zumindest zwei Hohlräume 4, 5 unterteilende, im Betriebszustand gekrümmte Reflektorfolie 6 zum Konzentrieren der Sonnenstrahlung in einem Absorber 1' auf. Die Reflektorfolie 6 weist eine Spiegelfläche 6' auf, welche die eingekoppelte Sonnenstrahlung in Richtung des Absorbers 1' bündelt. Der Absorber 1', worunter auch ein Solarpaneel zu verstehen ist, befindet sich im Fokusbereich der Spiegelfläche 6' innerhalb des oberen, an das Eintrittsfenster 3 anschließenden Hohlraums 4 des Konzentrator-Kissens 2. Als Absorber 1' kann insbesondere ein mediendurchströmtes Rohr oder ein Photovoltaikelement vorgesehen sein. Der Konzentrator kann somit sowohl für konzentrierte Photovoltaik (CPV = Concentrated Photovoltaics) als auch für konzentrierte Solarthermie (CSP = Thermal Concentrated Solar Power) verwendet werden. Im Betrieb des Konzentrators 1 wird in den luftbefüllten Hohlräumen 4, 5 ein Druckunterschied ausgebildet, wodurch die Reflektorfolie 6 gleichmäßig konkav gewölbt wird, so dass die eingekoppelte Sonnenstrahlung von der Spiegelfläche 6' in den Absorber 1' fokussiert wird. Das Konzentrator-Kissen 2 ist in dem mit Druckluft in den Hohlräumen 4, 5 befüllten Zustand grundsätzlich selbsttragend ausgelegt, so dass gegenüber herkömmlichen Solarkonzentratoren ein erheblich niedrigeres Gewicht realisierbar ist. Wie im Stand der Tech nik bekannt, ist das Konzentrator-Kissen 2 aus einzelnen dünnwandigen (Kunststoff-)Folien aufgebaut; für das Eintrittsfenster 3 ist eine transparente Folie vorgesehen.

[0044] Wie aus Fig. 1 weiters ersichtlich, ist eine Schwenkeinrichtung 7 zum Verschwenken des Konzentrator-Kissens 2 vorgesehen. Die Schwenkeinrichtung 7 weist mehrere Schwenkelemente in Form von Schwenkringen 8 auf, welche das Konzentrator-Kissen 2 in Umfangsrichtung umschließen. Die Schwenkringe 8 der Schwenkeinrichtung 7 bilden zusammen ein Nachführungssystem, um das Konzentrator-Kissen 2 im Betrieb dem Sonnenlauf nachzuführen. Hierfür ist die Schwenkeinrichtung 7 dazu eingerichtet, das Konzentrator-Kissen 2 um zumindest eine Achse des Konzentrator-Kissens 2, hier speziell die Längsachse des Konzentrator-Kissens 2, schwenkbar zu lagern.

[0045] Wie aus Fig. 1, 2 weiters ersichtlich, ist zudem eine Verankerungseinrichtung 9 für die Schwenkeinrichtung 7 vorgesehen, wobei die Verankerungseinrichtung 9 in der gezeigten Ausführung eine Aufhängeeinrichtung 10 zum Aufhängen der Schwenkringe 8 der Schwenkeinrichtung 7 aufweist. Die Aufhängeeinrichtung 10 weist mehrere in Längsrichtung des Konzentrator-Kissens 2 beabstandet angeordnete Trägerrahmen 11 auf, welche Befestigungsstellen für die Schwenkringe 8 der Schwenkeinrichtung 7 aufweisen. Die Befestigungsstellen sind oberhalb einer den Massenmittelpunkt aufweisenden Ebene 7' (vgl. Fig. 2) der Schwenkringe 8 angeordnet. Jeder Trägerrahmen 11 weist ein erstes Rahmenelement 12 auf der einen Längsseite des Konzentrator-Kissens 2 und ein zweites Rahmenelement 13 auf der anderen Längsseite des Konzentrator-Kissens 2 auf. Darüber hinaus weist der Trägerrahmen 11 ein drittes Rahmenelement 14 oberhalb der Schwenkeinrichtung 7 mit dem Konzentrator-Kissen 2 auf. Das erste Rahmenelement 12 auf der einen Längsseite des Konzentrator-Kissens 2 ist über das dritte Rahmenelement 14 mit dem zweiten Rahmenelement 13 auf der anderen Längsseite des Konzentrator-Kissens 2 verbunden. Demnach erstreckt sich der Trägerrahmen 11 bogenförmig von der einen Längsseite des Konzentrator-Kissens 2 über das Konzentrator-Kissen 2 hinweg auf die andere Längsseite des Konzentrator-Kissens 2.

[0046] Wie aus Fig. 1, 2 weiters ersichtlich, bestehen das erste Rahmenelement 12 und das zweite Rahmenelement 13 in der gezeigten Ausführung jeweils aus einem ersten geraden bzw. linearen Rahmenteil 12a, 13a und einem zweiten geraden bzw. linearen Rahmenteil 12b, 13b. Das erste Rahmenteil 12a, 13a ist im Betriebszustand im Wesentlichen senkrecht angeordnet, wobei das untere Ende des ersten Rahmenteils 12a, 13a in einem Sockelelement 27 montiert ist. Das zweite Rahmenteil 12b, 13b ist vom oberen Ende des ersten Rahmenteils 12a, 13a nach innen, zum Konzentrator-Kissen 2 hin abgewinkelt.

[0047] Wie aus Fig. 1 weiters ersichtlich, weist die Aufhängeeinrichtung 10 mehrere, in der gezeigten Ausführung drei, Trägerrahmen 11 auf, welche über mehrere Spannelemente 15, 16 in Form von Seilelementen miteinander verbunden sind. Die Anzahl der Trägerrahmen 11 hängt von der Länge des Konzentrator-Kissens 2 ab. Die Trägerrahmen 11 tragen jeweils einen Schwenkring 8, welcher das Konzentrator-Kissen 2 umgibt.

[0048] Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind zwischen der Aufhängeeinrichtung 10 und den Schwenkringen 8 der Schwenkeinrichtung 7 Schwenklagereinrichtungen 18 in Form von Rollenlagerungen 19, 20 vorgesehen. In der gezeigten Ausführung ist eine erste Rollenlagerung 19 an dem ersten Rahmenelement 12 der Aufhängeeinrichtung 10 und eine zweite Rollenlagerung 20 an dem zweiten Rahmenelement 13 der Aufhängeeinrichtung 10 vorgesehen.

[0049] Wie aus Fig. 3 ersichtlich, weisen die Schwenkringe 8 jeweils ein Führungselement 21 für die Rollenlagerungen 19, 20 auf, wobei äußere Rollenelemente 22 auf der Oberseite des Führungselements 21 und innere Rollenelemente 23 auf der Innenseite des Führungselements 21 abrollen. Die Rollenelemente 22, 23 der Rollenlagerungen 19, 20 sind an Laufkatzen 24 montiert, welche an der Unterseite des Schwenkrings 8 befestigt sind. In der gezeigten Ausführung weisen die Schwenkringe 8 jeweils einen I-förmigen Querschnitt auf, wobei obere Flansche 25 der I-förmigen Schwenkringe 8 als Führungselemente 21 für die Rollenlagerungen 19, 20 ausgebildet sind.

[0050] Wie aus Fig. 1b ersichtlich, sind an der Aufhängeeinrichtung 10 mehrere Abdeckeinrich- tung 26 vorgesehen, welche jeweils zwischen einer das Konzentrator-Kissen 2 zumindest teilweise abdeckenden Schutzstellung und einer das Konzentrator-Kissen 2 im Wesentlichen vollständig freiliegend anordnenden Staustellung überführbar sind.

[0051] Wie aus Fig. 1, 3 ersichtlich, weist der Konzentrator 1 zudem eine Halteeinrichtung 31 für das Konzentrator-Kissen 2 auf, welche (jeweils bezogen auf die Betriebsstellung) einen oberen Längsträger 32 und einen unteren Längsträger 33 aufweist. Der obere Längsträger 32 trägt den Absorber 1' (vgl. Fig. 2), wohingegen der untere Längsträger 33 zur Ableitung von äußeren Lasten beiträgt. Beide Längsträger 32, 33 erstrecken sich in Längsrichtung des Konzentrator-Kissens 2 zwischen einem vorderen Endstück 2' und einem hinteren Endstück 2" an den Stirnseiten des Konzentrator-Kissens 2 (vgl. Fig. 1c).

[0052] Wie aus der Zeichnung weiters ersichtlich, ist der obere Längsträger 32 innenseitig am oberen Bereich der Schwenkringe 8 aufgehängt. Der untere Längsträger 33 ist ebenfalls innenseitig, aber im unteren Bereich der Schwenkringe 8 angebracht. Der obere Längsträger 32 ist mit einer der Sonnenstrahlung zugewandten Oberseite des Konzentrator-Kissens 2 verbunden. Der untere Längsträger 33 ist mit einer von der Sonnenstrahlung abgewandten Unterseite des Konzentrator-Kissens 2 verbunden. Die Längsträger 32, 33 sind in der gezeigten Ausführung als Fachwerkträger ausgeführt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Längsträger an einer den Mittelpunkt des Schwenkrings 8 aufweisenden Ebene 7" angeordnet.

[0053] Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist der obere Längsträger 32 an einer oberen Durchtrittsöffnung 34 des Konzentrator-Kissens 2 angeordnet, welche nach allen Seiten hin im Wesentlichen luftdicht verschlossen ist. Zu diesem Zweck weist der obere Längsträger 32 zwei in Längsrichtung des Konzentrator-Kissens 2 (d.h. in Richtung dessen längerer Erstreckung) verlaufende Längsgurte 35 auf, welche jeweils im Wesentlichen luftdicht mit Längsrändern des Konzentrator-Kissens 2 beidseits der oberen Durchtrittsöffnung 34 des Deckfolienelements 3" verbunden sind. Der obere Längsträger 32 weist daher im Wesentlichen dieselbe Breite wie die Durchtrittsöffnung 34 des Konzentrator-Kissens 2 auf, welche sich in Längsrichtung des Konzentrator-Kissens 2 im Wesentlichen über dessen gesamte Länge erstreckt. Um einen Luftaustritt aus dem oberen Hohlraum 4 des Konzentrator-Kissens zu verhindern, ist zwischen den Längsgurten 35 ein Dichtfolienstreifen 36 angeordnet, mit welchem die obere Durchtrittsöffnung 34 des Konzentrator-Kissens 2 verschlossen wird. Der Dichtfolienstreifen 36 ist aus einem transparenten Kunststoffmaterial, insbesondere aus Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE), gefertigt.

[0054] Der untere Längsträger 33 ist an einer im Wesentlichen luftdicht verschlossenen unteren Durchtrittsöffnung 34' des Konzentrator-Kissens 2 angeordnet (vgl. Fig. 1b), wobei sich die untere Durchtrittsöffnung 34' an einem an den unteren Hohlraum 5 grenzenden Bodenfolienelement 3' des Konzentrator-Kissens 2 erstreckt. Die obere 34 und die untere Durchtrittsöffnungen 34' weisen dieselbe Längserstreckung wie der obere Längsträger 32 bzw. der untere Längsträger 33 auf. Der untere Längsträger 33 ist dabei im Wesentlichen ident wie der obere Längsträger 32 ausgebildet. Darüber hinaus ist die Verbindung zwischen dem unteren Längsträger 33 und dem Bodenfolienelement 3' entsprechend der Verbindung zwischen dem oberen Längsträger 33 und dem Deckfolienelement 3" gestaltet. Zur luftdichten Anbindung des oberen Längsträgers 32 bzw. des unteren Längsträgers 33 an das Konzentrator-Kissen 2 können Kederelemente, luftdichte Reißverschlüsse oder Klemmverschlüsse vorgesehen sein.

[0055] In Fig. 6 ist eine alternative Ausführung des Konzentrators 1 gezeigt, wobei im Folgenden lediglich auf die Unterschiede zum Konzentrator 1 der Fig. 1 bis 6 einzugehen ist.

[0056] Wie aus Fig. 6 ersichtlich, weist jeder Trägerrahmen 11 bei dieser Ausführung ein erstes Rahmenelement 12 auf der einen Längsseite des Konzentrator-Kissens 2, ein zweites Rahmenelement 13 auf der anderen Längsseite des Konzentrator-Kissens 2 und ein drittes Rahmenelement 14 oberhalb der Schwenkeinrichtung 7 auf. Anders als bei der Ausführung gemäß Fig. 1 bis 5 sind das erste Rahmenelement 12 und das zweite Rahmenelement 13 einteilig ausgebildet, wobei der Trägerrahmen 11 insgesamt quadratisch bzw. rechteckig ist. Die Schwenkringe 8 sind über Verbindungselemente 37 am dritten Rahmenteil 14 des Trägerrahmens 11 aufgehängt.

[0057] Wie aus Fig. 6 weiters ersichtlich, weist der obere Längsträger 32 in der gezeigten Ausführung an der Oberseite ein Photovoltaikelement 38 auf, welches im Wesentlichen dieselbe Breite und dieselbe Länge wie der obere Längsträger 32 aufweist. Demnach kann die Oberseite des oberen Längsträgers 32 für die Stromerzeugung genutzt werden. Die der Sonnenstrahlung zugewandte Oberseite des oberen Längsträgers 32 ist deshalb besonders gut für die Anordnung des Photovoltaikelements 38 geeignet, da der am oberen Längsträger 32 befestigbare Absorber 1' (nicht gezeigt) der Einkopplung von Sonnenstrahlung in Richtung der Reflektorfolie 6 in diesem Bereich entgegensteht.

[0058] In Fig. 7 ist ein Solarkraftwerk 39 zur Umwandlung von Sonnenenergie in nutzbare Energie, d.h. thermische bzw. elektrische Energie, gezeigt. Das Solarkraftwerk 39 weist mehrere Konzentratoren 1 aus, welche in der gezeigten Ausführung gemäß Fig. 6 ausgebildet sind. Selbstverständlich können jedoch auch Konzentratoren 1 in der Ausführung der Fig. 1 bis 5 verwendet werden (vgl. Fig. 9 bis 12). In Fig. 7 sind der besseren Übersicht halber lediglich zwei Konzentratoren 1 gezeigt, wobei je nach Anwendung eine wesentlich größere Anzahl von Konzentratoren 1 vorgesehen sein kann (vgl. Fig. 13).

[0059] Wie aus Fig. 7 ersichtlich, sind zum Schutz der Konzentratoren 1 gegen Wind- und Wettereinflüsse Windschutzelemente 40 vorgesehen, welche in der gezeigten Ausführung durch Photovoltaik- bzw. Solarmodule gebildet sind. Die Windschutzelemente 40 weisen plattenförmige Photovoltaikpaneele 41 auf, welche um Trag- und Schwenkachsen 42 schwenkbar gelagert sind. Die Schwenkachsen 42 der Windschutzelemente 40 erstrecken sich in einer horizontalen Ebene im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des langgestreckten Konzentrators 1. Die Photovoltaikmodule sind jeweils mit einer (lediglich für eines der Photovoltaikmodule schematisch dargestellten) Nachführeinrichtung 43 verbunden, mit welchen die Photovoltaikmodule dem Sonnenstand nachgeführt werden können. Die Photovoltaikmodule sind im Stand der Technik bestens bekannt, so dass sich nähere Ausführungen dazu erübrigen können. Bevorzugt weisen die Photovoltaikmodule Solarzellen auf, die in Serie oder parallel geschaltet sind. In einer Ausführung als starre Solarmodule können die Photovoltaikmodule siliziumbasierte Solarzellen aufweisen, die auf einen Aluminiumrahmen montiert und von einer Glasplatte abgedeckt sind.

[0060] Wie aus Fig. 7 weiters ersichtlich, ist zumindest ein Windschutzelement 40 in einem Zwischenraum 44 zwischen den zwei Konzentratoren 1 angeordnet. Darüber hinaus sind Windschutzelemente 40 in den vom Zwischenraum 44 abgewandten Außenbereichen 45 angeordnet, welche den Windströmungen direkt, d.h. ohne Abschottung durch weitere Konzentratoren 1, ausgesetzt sind. Die Windschutzelemente 40 in den Außenbereichen 45 sind an dem in Fig. 7 schematisch eingezeichneten Untergrund bzw. Boden 46 montiert. Das Windschutzelement 40 im Zwischenraum 44 ist auf einem Sockel 40' montiert, so dass die Schwenkachse 42 des Windschutzelements 40 im Zwischenraum 44 oberhalb der Schwenkachsen 42 der Windschutzelemente 40 in den Außenbereichen 45 angeordnet ist.

[0061] Wie aus Fig. 8 schematisch ersichtlich, sind mehrere Arten von Sensorelementen 47 vorgesehen, mit welchen laufend verschiedene Umgebungsparameter gemessen werden. In der gezeigten Ausführung ist ein Windsensor 47a vorgesehen, mit welchem eine momentane Windstärke erfasst wird. Weiters ist ein Aerosolsensor 47b vorgesehen, mit welchem ein momentaner Aerosolgehalt in der Luft gemessen wird. Schließlich ist ein Lichtsensor 47c vorgesehen, mit welchem die momentane Beleuchtungsstärke gemessen wird. Je nach Ausführung ist zumindest eines der genannten Sensorelemente 47 vorhanden. Die Messdaten der Sensorelemente 47 werden als Eingangssignale 48a, 48b, 48c an eine Steuereinheit 49 übergeben. Die Steuereinheit 49 ist mit einer Bedieneinheit 50 verbunden, mit welcher verschiedene Einstellungen getroffen werden können. Beispielsweise können Grenzwerte für die Umweltparameter festgelegt werden, um bei Erreichen der Grenzwerte passende Schutzmaßnahmen für die Konzentratoren 1 einzuleiten. Die Steuereinheit 49 ist mit einem Antriebssystem 51 des Solarkraftwerks 37 verbunden, welches einerseits die Nachführeinrichtungen 43 für die Photovoltaikmodule und andererseits Schwenkantriebe 52 zur Verschwenkung der Schwenkringe 8 samt den Konzentrator-Kissen 2 der Konzentratoren 1 umfasst. Die Steuereinheit 49 ist dazu eingerichtet, die Windschutzelemente 40 über die Nachführeinrichtungen 42 sowie die Konzentratoren 1 über die Schwenkantriebe 52 unabhängig voneinanderzu verschwenken.

[0062] Wie aus Fig. 9 bis 12 ersichtlich, können die Windschutzelemente 40 und die Konzentratoren 1 in unterschiedliche Stellungen verfahren werden, um Umwelteinflüsse abseits des Normalbetriebs zu berücksichtigen.

[0063] Gemäß Fig. 9 sind die Konzentratoren 1 und die Windschutzelemente 40 in einer Starkwindstellung angeordnet. Die Starkwindstellung wird dann eingesetzt, wenn die Konzentratoren 1 gegen hohe Windstärken geschützt werden sollen, welche die Belastungsgrenze der Konzentratoren 1 erreichen könnten. In der Starkwindstellung wird das Photovoltaikpaneel 41 des Windschutzelementes 40 zwischen den zwei Konzentratoren 1 über die zugehörige Nachführeinrichtung 43 in einer im Wesentlichen waagrechten Lage angeordnet. Die Photovoltaikpa-neele 41 der Windschutzelemente 40 in den Außenbereichen 45 werden in eine vertikale bzw. zur Vertikalen in einem spitzen Winkel geneigte Lage verschwenkt. Dadurch werden Windströmungen 53 im Außenbereich 45 vor dem Auftreffen auf die Konzentratoren 1 abgebremst bzw. über die Konzentratoren 1 hinweggeführt. Darüber hinaus wird der untere Längsträger 33 des Konzentrators 1 unterhalb einer der beiden Schwenklagereinrichtungen 18 zwischen dem Schwenkring 8 und dem Trägerrahmen 11 angeordnet. Die Deckfolienelemente 3" der Konzentrator-Kissen 2 werden einander zugewandt. In der Starkwindstellung ist die Halterung der Konzentratoren 1 an den Trägerrahmen 11 besonders belastbar, so dass die Konzentratoren 1 selbst hohen Windstärken ohne Schäden standhalten können.

[0064] Gemäß Fig. 10 sind die Konzentratoren 1 und die Windschutzelemente 40 in einer Sandsturmstellung angeordnet. Die Sandsturmstellung ist darauf ausgelegt, den Abrieb der Deckfolienelemente 3" während eines Sandsturms zu minimieren. In der Sandsturmstellung wird das Photovoltaikpaneel 41 des Windschutzelementes 40 zwischen den zwei Konzentratoren 1 in eine im Wesentlichen senkrechte Lage gebracht. Die Photovoltaikpaneele 41 der Windschutzelemente 40 werden in einem spitzen Winkel zur Vertikalen angeordnet. Der obere Längsträger 32 am Deckfolienelement 3" und der untere Längsträger 33 am Bodenfolienelement 3' jedes Konzentrators 1 werden im Wesentlichen in derselben horizontalen Ebene angeordnet. Dadurch werden Deckfolienelemente 3" der Konzentratoren 1 einander gegenüberliegend angeordnet, so dass die Windströmungen 53 primär auf die Bodenfolienelemente 3' der Konzentratoren 1 treffen. Die für den Wirkungsgrad der Konzentratoren 1 wesentlichen Deckfolienelemente 3" der Konzentratoren 1 werden zuverlässig vor Abrasion geschützt.

[0065] Gemäß Fig. 11 sind die Konzentratoren 1 und die Windschutzelemente 40 in einer Nachtstellung angeordnet, welche in den Nachtstunden bzw. untertags bei hohem Bewölkungsgrad angefahren werden kann. In der Nachtstellung sind die Windschutzelemente 40 in einer im Wesentlichen vertikalen Lage angeordnet. Die Konzentratoren 1 werden so verschwenkt, dass der obere Längsträger 32 an der Unterseite und der untere Längsträger 33 an der Oberseite der Konzentratoren 1 angeordnet werden. Dadurch sind der obere Längsträger 32 und der untere Längsträger 33 im Wesentlichen in derselben vertikalen Ebene angeordnet. Die Deckfolienelemente 3" der Konzentratoren 1 sind dem Untergrund 46 zugewandt, so dass sich vorteilhafterweise wenig Staub und Feuchtigkeit an den Deckfolienelementen 3" ansetzen kann.

[0066] Gemäß Fig. 12 sind die Windschutzelemente 40 und die Konzentratoren 1 in einer Nacht- und Reinigungsstellung angeordnet. In der Nacht- und Reinigungsstellung können die Konzentratoren 1 auf besonders einfache Weise gereinigt werden, wobei zugleich Staub- und Feuchtigkeitsansätze an den exponierten Deckfolienelementen 3" reduziert werden sollen. In dieser Stellung befinden sich die Windschutzelemente 40 in einer vertikalen Lage. Die Konzentratoren 1 werden so verschwenkt, dass sich der obere Längsträger 32 und der untere Längsträger 33 im Wesentlichen in derselben horizontalen Lage befinden. Im Unterschied zur Sandsturmstellung wird das Deckfolienelement 3" des einen Konzentrators 1 dem Bodenfolienelement 3' des anderen Konzentrators 1 zugewandt.

[0067] Fig. 13 zeigt schematisch ein Solarkraftwerk 39 in Draufsicht. Bei dieser Ausführung sind Windschutzelemente 40 in den Zwischenräumen 44 zwischen zwei Konzentratoren 1 angeord- net. In der gezeigten Ausführung sind in jedem Zwischenraum 44 mehrere Windschutzelemente 40 in Längsrichtung hintereinander angeordnet. Weiters sind Windschutzelemente 40 in den vom Zwischenraum 44 abgewandten Außenbereichen 45 angeordnet, welche sich längseitig neben den Konzentratoren 1 erstrecken. In der gezeigten Ausführung sind zudem jeweils mehrere Windschutzelemente 40 in Längsrichtung der Konzentratoren 1 gesehen vor und hinter den Konzentratoren 1 vorgesehen, welche die Konzentratoren 1 insbesondere vor Windströmungen in einem spitzen Winkel zu deren Längsachsen schützen. In der gezeigten Ausführung weisen sämtliche Windschutzelemente 40 in Längsrichtung der Konzentratoren 1 erstreckte Schwenkachsen 42 auf.

Claims (15)

1. Patentansprüche

   1. Solarkraftwerk (39) zur Umwandlung von Sonnenenergie in nutzbare Energie, mit einem Konzentrator (1) zur Konzentration von Sonnenstrahlung in einem Absorber (1') und mit Windschutzelementen (40) zum Schutz des Konzentrators (1) gegen die Auswirkung von Windkräften, dadurch gekennzeichnet, dass als Windschutzelemente (40) um Schwenkachsen (42) verschwenkbare Photovoltaikmodule vorgesehen sind.
2. 2. Solarkraftwerk (39) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Windschutzelement (40) ein Photovoltaikpaneel (41) aufweist, welches mit einer Nachführeinrichtung (43) zur Verschwenkung des Photovoltaikpaneels (41) um dessen Schwenkachse (42) verbunden ist.
3. 3. Solarkraftwerk (39) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Sensorelement (47; 47a, 47b, 47c) zur Erfassung eines Umgebungsparameters, insbesondere ein Aerosolsensor (47b), ein Windsensor (47a) oder ein Lichtsensor (47c), vorgesehen ist, wobei eine mit dem Sensorelement (47; 47a, 47b, 47c) verbundene Steuereinheit (49) dazu eingerichtet ist, die Windschutzelemente (40) in Abhängigkeit eines Messsignals des Sensorelements (47; 47a, 47b, 47c) um die Schwenkachsen (42) zu ver-schwenken.
4. 4. Solarkraftwerk (39) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (49) dazu eingerichtet ist, die Windschutzelemente (40) über die Nachführeinrichtungen (43) in unterschiedliche Winkellagen relativ zueinander zu verschwenken.
5. 5. Solarkraftwerk (39) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schwenkachse (42) zumindest eines Windschutzelements (40) im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Konzentrators (1), erstreckt.
6. 6. Solarkraftwerk (39) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Konzentratoren (1) vorgesehen sind, wobei zumindest ein Windschutzelement (40) in einem Zwischenraum (44) zwischen den zwei Konzentratoren (1) und/oder zumindest ein Windschutzelement (40) in einem vom Zwischenraum (44) zwischen den zwei Konzentratoren (1) abgewandten Außenbereich (45) und/oder zumindest ein Windschutzelement (40) in Längsrichtung des Konzentrators (1) gesehen vor oder hinter dem Konzentrator (1) angeordnet ist.
7. 7. Solarkraftwerk (39) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (42) des Windschutzelementes (40) im Zwischenraum (44) zwischen den zwei Konzentratoren (1) oberhalb der Schwenkachse (42) des Windschutzelements (40) im Außenbereich (45) angeordnet ist.
8. 8. Solarkraftwerk (39) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Konzentrator (1) ein aufblasbares Konzentrator-Kissen (2), welches ein Deckfolienelement (3") mit einem lichtdurchlässigen Eintrittsfenster (3) zum Einkoppeln von Sonnenstrahlung und eine das Konzentrator-Kissen (2) in zumindest zwei Hohlräume (4, 5) unterteilende Reflektorfolie (6) zum Konzentrieren der Sonnenstrahlung in dem Absorber (1') aufweist, eine Schwenkeinrichtung (7), mit welcher das Konzentrator-Kissen (2) insbesondere um dessen Längsachse verschwenkbar ist, und eine an der Schwenkeinrichtung (7) befestigte Halteeinrichtung (31) zur Halterung des Konzentrator-Kissens aufweist.
9. 9. Solarkraftwerk (39) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (31) einen in Längsrichtung des Konzentrator-Kissens (2) erstreckten oberen Längsträger (32) , welcher an einer im Wesentlichen luftdicht verschlossenen oberen Durchtrittsöffnung (34) des Konzentrator-Kissens (2) angeordnet ist, und/oder einen in Längsrichtung des Konzentrator-Kissens (2) erstreckten unteren Längsträger (33), welcher an einer im Wesentlichen luftdicht verschlossenen unteren Durchtrittsöffnung (34') des Konzentrator-Kissens (2) angeordnet ist, aufweist.
10. 10. Solarkraftwerk (39) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Längsträger (32) an der Oberseite ein Photovoltaikelement (38) aufweist, welches vorzugsweise im Wesentlichen dieselbe Breite und dieselbe Länge wie der obere Längsträger (32) aufweist.
11. 11. Verfahren zum Schutz eines Konzentrators (1) zur Konzentration von Sonnenstrahlung in einem Absorber (1') gegen die Auswirkung von Windkräften, wobei Windschutzelemente (40) benachbart des Konzentrators (1) angeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Windschutzelemente (40) um Schwenkachsen (42) verschwenkbare Photovolta-ikmodule verwendet werden.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Umgebungsparameter, insbesondere ein Aerosolgehalt, eine Windstärke oder eine Beleuchtungsstärke, gemessen wird, wobei die Winkellagen der Windschutzelemente (40) in Abhängigkeit von dem zumindest einen Umgebungsparameter eingestellt werden.
13. 13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Starkwindstellung ein Photovoltaikpaneel (41) eines Windschutzelementes (40) zwischen zwei Konzentratoren (1) in einer im Wesentlichen waagrechten Lage angeordnet und/oder ein Längsträger (32, 33) des Konzentrators (1) benachbart einer Schwenklagereinrichtung (7) zwischen einem Schwenkring (8) zum Verschwenken des Konzentrators (1) und einem Trägerrahmen (11) zur Aufhängung des Schwenkrings (8) angeordnet wird.
14. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Sandsturmstellung das Photovoltaikpaneel (41) des Windschutzelementes (40) zwischen zwei Konzentratoren (1) in eine im Wesentlichen senkrechte Lage gebracht und/oder ein oberer Längsträger (32) an einem Deckfolienelement (3") und ein unterer Längsträger (33) an einem Bodenfolienelement (3') des Konzentrators (1) im Wesentlichen in derselben horizontalen Ebene angeordnet werden.
15. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Nachtstellung ein ein lichtdurchlässiges Eintrittsfenster (3) aufweisendes Deckfolienelement (3") des Konzentrators (1) dem Untergrund (46) zugewandt wird. Hierzu 15 Blatt Zeichnungen