DE102007016297A1

DE102007016297A1 - Sunlight pinpoint deflection device i.e. heliostat, for solar tower power station, has rigid supporting structure with three pivot points at rear side, where mutual distance of pivot points is about 15 percentages of structure diagonal

Info

Publication number: DE102007016297A1
Application number: DE102007016297A
Authority: DE
Inventors: Veit Merges
Original assignee: Merges Veit Dipl-Ing (fh)
Current assignee: Merges Veit Dipl-Ing (fh)
Priority date: 2007-04-04
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2008-10-09

Abstract

The device has base sockets (2) arranged in a circle with a diameter of specific meters of a circular base plate. A rail ring (3) is anchored horizontally for retaining a pivot mounting. Three drive bearings (6) are spaced apart from each other and guided from the rail ring. A rigid supporting structure (1) includes a fastening element at a front side for reflector units (9), and three pivot points (11a, 11b) at the rear side for the pivot mounting, where mutual distance of the pivot points is about 15 percentages of a supporting structure diagonal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur zielgenauen Umlenkung von Sonnenlicht, die ein Fundament, eine Nachführvorrichtung, ein Traggerüst für Spiegeleinheiten und eine Steuerung aufweist. Bei solaren Turmkraftwerken lenken tausende dieser Vorrichtungen, Heliostate genannt, das Sonnenlicht auf einen zentralen Strahlungsempfänger, der dadurch das Medium eines thermodynamischen Kreilaufs auf über 1.000°C erwärmen kann. Auf dieser Basis wird Sonnenlicht effektiver als bei anderen Kraftwerkstypen in Elektrizität gewandelt, vorzugsweise bei Leistungen im 100 Megawatt-Bereich.The The invention relates to a device for the targeted deflection of Sunlight, a foundation, a tracking device, a support frame for mirror units and a controller having. In solar tower power plants, thousands of these devices Heliostats called sunlight to a central radiation receiver, the thereby the medium of a thermodynamic Kreilaufs over Can heat up to 1,000 ° C. On this basis is sunlight more effective than other power plant types in electricity converted, preferably for services in the 100 megawatt range.

Bekannte Vorrichtungen der genannten Art sind beispielsweise in der Patentschrift DE 31 30 471 C3 aufgeführt. Meistens zeichnen sie sich durch ein Nachführgetriebe im Spiegelzentrum aus, das auf einer hohen Säule ruht, zu deren Standsicherheit ein aufwändiges Fundament benötigt wird. Die Konzentrierung der an der grossen Spiegelfläche angreifenden Wind- und Massenkräfte in das Nachführgetriebe, ihre zentrale Weiterleitung über die Säule und ihre schliessliche Wiederverteilung im Boden begrenzen die Spiegelgrösse aus statischen Gründen. Dieser umständliche Gesamtaufbau ist teuer und inhärent schwingungsanfällig. Ausserdem ist die Leistungsfähigkeit solcher Heliostate eingeschränkt, weil die Spiegelfläche schon bei mittlerem Sturm in die windsichere Waagrechtstellung gedreht werden muss. Herkömmliche Heliostate weisen noch kein optimales Kosten/Nutzenverhältnis auf, obgleich sie einen erheblichen Investitionsanteil eines solaren Turmkraftwerks ausmachen. Sie stellen deshalb die Wirtschaftlichkeit dieser Kraftwerkstype in Frage und mindern ihre Konkurrenzfähigkeit.Known devices of the type mentioned are, for example, in the patent DE 31 30 471 C3 listed. Most of the time they are characterized by a tracking gear in the mirror center, which rests on a high column, whose stability requires a complex foundation. The concentration of wind and mass forces acting on the large mirror surface in the tracking gear, their central forwarding via the column and their final redistribution in the ground limit the mirror size for static reasons. This cumbersome overall structure is expensive and inherently susceptible to vibration. In addition, the performance of such heliostats is limited, because the mirror surface must be turned in mid-storm in the wind-proof horizontal position. Conventional heliostats do not yet have an optimal cost / benefit ratio, although they make up a considerable share of the investment in a solar tower power plant. They therefore question the economic viability of this type of power plant and reduce its competitiveness.

Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zu Grunde, kostengünstige Heliostate zu schaffen, die dank hoher Windtauglichkeit besonders leistungsfähig sind. Angesichts des für jedes Kraftwerk mehrtausendfachen Bedarfs sollen sie vor Ort in kurzer Zeit montierbar und ihr regelmässiger Wartungsbedarf gering sein.Of the Invention is therefore the object of the low cost Heliostats create, thanks to high wind quality especially are powerful. In the face of each Power plant several thousand times the need for it locally in a short time Time mountable and their regular maintenance requirements low be.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch folgende Merkmale gelöst: Das Fundament ist als Kreisfundament ausgebildet und umfasst einen oder mehrere im Kreis von mehreren Metern Durchmesser angeordnete Bodensockel und einen darauf waagrecht verankerten Schienenkreis zur Aufnahme eines Drehgestells. Die Nachführvorrichtung weist ein Drehgestell mit mindestens drei auf Abstand stehenden, vom Schienenkreis führbaren Antriebslagern und mindestens zwei Anlenkpunkte für das Traggerüst auf sowie mindestens eine an Drehgestell und Traggerüst angelenkte, in ihrer Wirklänge veränderbare Hubstange, die ebenfalls mit einem oberen Anlenkpunkt für das Traggerüst versehen ist. Das steife Traggerüst weist an der Vorderseite Befestigungssockel für Spiegeleinheiten auf und rückseitig mindestens drei, um sein Zentrum sternförmig angeordnete Anlenkpunkte für das Drehgestell und die Hubstange, deren gegenseitiger Abstand mindestens 15% der Traggerüstdiagonale beträgt.These Task is according to the invention by the following features solved: The foundation is designed as a circular foundation and includes one or more in the circle of several meters in diameter arranged floor socket and a horizontally anchored rail circle for receiving a bogie. The tracking device has a bogie with at least three spaced, from the rail circle feasible drive bearings and at least two pivot points for the shoring on and at least one hinged to bogie and shoring, in their effective length variable lift rod, the also with an upper pivot point for the shoring is provided. The rigid support frame has at the front Mounting base for mirror units on and back at least three, around its center star-shaped articulation points for the bogie and the lifting rod, their mutual Distance is at least 15% of the shoring diagonal.

Dadurch werden Wind- und Massenkräfte vom grossflächigen Traggerüst der Spiegeleinheiten dezentral auf eine grossräumige Nachführvorrichtung übertragen und von dort wiederum dezentral auf breiter Basis in den Boden abgeleitet. Diese Bauweise ist inhärent steif, unempfindlich gegen Schwingungen und erschliesst den entscheidenden Schritt zu grösseren Spiegelflächen sowie erweiterter Windtauglichkeit. Durch die nunmehr trotz Sturm verlängerbare Tagesbetriebsdauer wird die tägliche Lichtausbeute (KWh/d), also die Leistungsfähigkeit des Heliostaten gesteigert. Ferner ist von Vorteil, dass der bisher für die Säule notwendige, nicht nutzbare Mittelspalt entfällt, also die gesamte nachgeführte Fläche mit Spiegeln bestückbar ist. Vergrösserte Spiegelflächen reduzieren die flächenspezifischen Heliostatkosten erheblich, denn der nahezu konstante Aufwand für Nachführung, Steuerung und Montage überwiegt die rein flächenbezogenen Kosten von Traggerüst und Spiegeln. Auch logistisch bieten erfindungsgemässe Heliostate Vorteile, da alle Bauteile im Werk in tausendfacher Serie vorfertigbar und auf der Baustelle rationell montierbar sind. Das sind weitere Voraussetzungen zu Zeit- und Kosteneinsparungen. Wiederkehrende maschinelle Spiegelreinigungen an tausenden Heliostaten werden vereinfacht und beschleunigt, weil die Spiegelflächen nicht mehr durch vorstehende Bauteile und breite Mittelspalte unterbrochen sind.Thereby wind and mass forces are from the large-scale Shoring of the mirror units decentralized on a large-scale Transfer tracking device and from there turn decentralized on a broad basis in the ground. This construction is inherently stiff, resistant to vibration and vibration makes the decisive step towards larger mirror surfaces as well as extended wind capability. By now despite storm renewable daily operating time is the daily light output (KWh / d), so the performance of the heliostat increased. Furthermore, it is advantageous that the previously for the column necessary, unusable center gap is eliminated, so the entire tracked surface can be equipped with mirrors is. Enlarged mirror surfaces reduce the area-specific heliostat costs significantly, because the almost constant effort for tracking, control and installation outweighs the purely area-related Cost of shoring and mirrors. Also provide logistical heliostats according to the invention advantages, since all components prefabricated in the factory in a thousandfold series and on the construction site be rationally mounted. These are further prerequisites for and cost savings. Recurring machine mirror cleaning Thousands of heliostats are simplified and accelerated because the mirror surfaces no longer by protruding components and wide middle column are interrupted.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben:The Invention will be described below with reference to preferred embodiments described:

Beispiel 1: 1 und 2 zeigen einen erfindungsgemässen Heliostaten, der seine Standfestigkeit überwiegend aus dem Gewicht der Bodensockel (2) bezieht, die bei ungünstigem Untergrund optional zusätzlich im Boden zu verankern sind. Wegen logistischer Vorteile besteht das Kreisfundament aus sechs vorgefertigten Bodensockeln (2) vorzugsweise aus Beton, die auf einem Kreis von typischen 5 m Durchmesser aufgestellt sind und jeweils über 2 Tonnen wiegen. Die freien Spalte zwischen den Bodensockeln (2) verhindern die Ablagerung von Windtreibgut. Der Sockelquerschnitt ist vorzugsweise trapezförmig, um sicheren Stand auf planiertem Boden zu gewähren. Der Schienenkreis (3) weist ein doppeltes T-Profil auf, zwischen dessen Flanken das Drehgestell (4) vertikal und radial geführt wird. Zur Antriebsübertragung auf das Drehgestell (4) verfügt der Schienenkreis (3) über Formschlusskonturen, beispielsweise eine Verzahnung. Sein unterer Rand wird auf den Bodensockeln (2) zumeist mit Pratzen verankert. Er wird in transportfähigen Segmenten vorzugsweise aus Stahl gegossen, die vor Ort zum Kreis zusammensetzbar sind. Sie halten die schweren Bodensockel (2) in Position und überbrücken ihre Zwischenräume. Sollte eine schlupffreie Kraftübertragung von den Antriebslagern (6) auf den Schienenkreis (3) trotz der geringen Achslasten zuverlässig sein, kann auf die Verzahnung verzichtet werden.Example 1: 1 and 2 show a heliostat according to the invention, whose stability mainly derives from the weight of the base ( 2 ), which are optionally anchored in unfavorable ground additionally in the ground. Due to logistical advantages, the circular foundation consists of six prefabricated floor sockets ( 2 ), preferably of concrete, placed on a circle of typical 5 m diameter and each weighing more than 2 tonnes. The free space between the floor sockets ( 2 ) prevent the deposition of wind drift. The base cross-section is preferably trapezoidal in order to provide a secure footing on leveled ground. The rail circle ( 3 ) has a double T-profile, between whose flanks the bogie ( 4 ) is guided vertically and radially. For drive transmission to the bogie ( 4 ) the rail circle ( 3 ) via form-fitting contours, for example, a toothing. Its bottom edge is on the bottom sockets ( 2 ) mostly with claws anchored. It is preferably cast in transportable segments of steel, which are assembled on site to the circle. They hold the heavy ground socket ( 2 ) in position and bridge their gaps. Should a slip-free power transmission from the drive bearings ( 6 ) on the rail circle ( 3 ) be reliable despite the low axle loads, can be dispensed with the teeth.

Beispiel 2: In einer weiteren Ausführungsform nach 3 und 4 bestimmt im wesentlichen das Gewicht des Drehgestells (4) die Standfestigkeit des Heliostaten. Es besitzt zur Beschwerung einen oder mehrere Formkörper (14), die entweder massiv sind oder mit mindestens 10 Tonnen Flüssigkeit oder Schüttgut füllbar. Eine Flüssigkeitsfüllung trägt vorteilhaft zum ruckfreien Bewegen des schweren Drehgestells (4) bei und kann zur Erleichterung von Reparaturarbeiten abgelassen werden, was bei Wasser nahezu kostenfrei ist. Die Formkörper (14) sind zugleich Strukturteile des Drehgestells (4) . Zur Reduktion der Achseinzellasten werden vier Antriebslager (6) mit Spurkranz eingesetzt, die das Drehgestell (4) auf dem Schienenkreis (3) vorzugsweise kraftschlüssig antreiben. Der einfache Schienenkreis (3) mit einem lediglich zur Lastaufnahme und Zentrierung des Drehgestells (4) ausgebildeten Profil wird vor Ort in den flachen, ringförmigen Bodensockel (2) eingegossen.Example 2: In a further embodiment according to 3 and 4 essentially determines the weight of the bogie ( 4 ) the stability of the heliostat. It has for weighting one or more moldings ( 14 ), which are either solid or can be filled with at least 10 tons of liquid or bulk material. A liquid filling advantageously contributes to the smooth movement of the heavy bogie ( 4 ) and can be drained to facilitate repair work, which is almost free of charge with water. The shaped bodies ( 14 ) are at the same time structural parts of the bogie ( 4 ). To reduce axle bolts, four drive bearings ( 6 ) with wheel flange used the bogie ( 4 ) on the rail circle ( 3 ) preferably non-positively drive. The simple rail circle ( 3 ) with a merely for load bearing and centering of the bogie ( 4 ) trained profile is made on site in the flat, annular bottom base ( 2 ) poured.

Die dabei genau waagrechte Ausrichtung erfordert einerseits eine aufwändige Montagevorrichtung, andererseits ermöglicht die geringe Gussmenge (vorzugsweise Beton) präzises Giessen vor Ort ohne Nachjustierung. Bei vorzugsweise rechteckiger Grundform des Drehgestells (4) liegt es nahe, zu zwei synchronisierten Hubstangen (5) und zu Vierpunktlagerung überzugehen. Die gleichmässige Lastverteilung ist dann zwar nicht mehr inhärent wie bei der Dreipunktlagerung, doch sorgt das schwere Drehgestell (4) dennoch für eine gleichmässige Lastverteilung mit geringeren Achslasten.The case exactly horizontal alignment requires on the one hand a complex assembly device, on the other hand allows the small amount of cast (preferably concrete) precise casting on site without readjustment. In preferably rectangular basic shape of the bogie ( 4 ), two synchronized lifting rods ( 5 ) and move to four-point storage. The even load distribution is then no longer inherent as in the three-point storage, but ensures the heavy bogie ( 4 ) nevertheless for a uniform load distribution with lower axle loads.

Beispiel 3: Die Antriebslager (6) haben die Aufgabe, das Drehgestell (4) im Schienenkreis (3) zu zentrieren und anzutreiben. Zur Zentrierung trägt jedes Antriebslager (6) ein Rad mit Spurkranz oder mit seitlichen Führungsrollen. Bei kraftschlüssigem Antrieb ist das Führungsrad selbst auf dem Schienenkreis (3) motorisch angetrieben . Diese Antriebsart setzt aber hohe Achslasten voraus, die nur bei schwerem Drehgestell (4) gegeben sind, wie in 3 und 4. Ist diese Voraussetzung nicht erfüllt, könnte ein kraftschlüssig angetriebenes Rad durchdrehen (Schlupf) und der Steuerung eine falsche Ist-Stellung melden. Deshalb besitzt bei leichtem Drehgestell (4) (1 und 2) grundsätzlich jedes Antriebslager (6) entweder ein Antriebsprofil am Führungsrad selbst oder ein separates Antriebsrad mit Profil (Zahnritzel), beide Versionen greifen formschlüssig in den Schienenkreis (3) ein. Die Motore sind vor- und rückwärts drehbare Schrittmotore mit selbsthemmendem Getriebe.Example 3: The drive bearings ( 6 ) have the task of the bogie ( 4 ) in the rail circle ( 3 ) to center and drive. For centering carries each drive bearing ( 6 ) a wheel with wheel flange or with lateral guide rollers. In force-locking drive, the guide wheel itself on the rail circle ( 3 ) Powered by a motor. However, this type of drive requires high axle loads, which only apply to heavy bogies ( 4 ), as in 3 and 4 , If this condition is not met, a non-positively driven wheel could spin (slip) and report an incorrect actual position to the controller. Therefore, with a light bogie ( 4 ) ( 1 and 2 ) basically every drive bearing ( 6 ) either a drive profile on the guide wheel itself or a separate drive wheel with profile (pinion), both versions engage positively in the rail circle ( 3 ) one. The motors are forward and reverse rotatable stepper motors with self-locking gear.

Beispiel 4: Bei den Ausführungsbeispielen ist die Hubstange (5) als Zahnstange ausgeführt (1 bis 4). Der Antrieb des zugehörigen Zahnritzels mit einem Schrittmotor mit selbsthemmendem Getriebe ermöglicht zugleich die Ermittlung der Ist-Neigung aus der Umdrehungszahl des Antriebsmotors und erübrigt somit einen separaten Stellungsgeber. Derselbe Vorteil ergibt sich bei alternativem Einsatz einer Spindel/Muttereinheit, die aber staubempfindlich und deshalb mit einem dehnbaren Balg zu schützen ist, was Mehrkosten und Wartung bedeutet. Die alternative Verwendung einer hydraulischen Teleskopstange verlangt einen separaten Ist-Stellungsgeber, beispielsweise in Form eines Längen- oder Winkelmessers. Diese Lösung zeigt die Ist-Neigung zwar vorteilhaft ohne Kenntnis der vorangegangenen Bewegungen an, führt jedoch ebenfalls zu Mehrkosten.Example 4: In the exemplary embodiments, the lifting rod ( 5 ) designed as a rack ( 1 to 4 ). The drive of the associated pinion with a stepper motor with self-locking gear allows at the same time to determine the actual inclination from the number of revolutions of the drive motor and thus eliminates the need for a separate position sensor. The same advantage arises with alternative use of a spindle / nut unit, but which is sensitive to dust and therefore with a stretchable bellows to protect, which means additional costs and maintenance. The alternative use of a hydraulic telescopic rod requires a separate actual position transmitter, for example in the form of a linear or protractor. Although this solution displays the actual inclination without any knowledge of the previous movements, it also leads to additional costs.

Beispiel 5: Das Traggerüst (1) für die Spiegeleinheiten (9) hat ungefähr dieselbe Grösse wie die gesamte Spiegelfläche, bei den Ausführungsbeispielen 160 qm bzw. 18 m × 9 m. Rationelle Serienfertigung schliesst eine Herstellung vor Ort aus, andererseits kann diese Grösse nicht transportiert werden. Folglich ist die Aufteilung in Sektionen (5) notwendig, die einzeln per LKW transportierbar und vor Ort mit wenig Aufwand zusammensetzbar sind. Beim Ausführungsbeispiel gemäss 1 und 2 besteht das Traggerüst (1) aus vier nahezu identischen Raumfachwerken von je 9 m × 4,5 m aus korrosionsgeschützten Stahlprofilen. Zum Zusammenbau der Sektionen vor Ort werden Zwischenstangen (13) verwendet. 3 und 4 zeigt ein Traggerüst (1) in Kastenbauweise vorzugsweise aus Stahlblech, dessen Sektionen ebenfalls vor Ort verbunden werden unter Beachtung des Korrosionsschutzes. Mit der dargestellten Vierpunktlagerung wird das Traggerüst (1) steifer als bei Dreipunktlagerung bzw. seine Fläche kann bei gleicher Steifigkeit vergrössert werden, falls Nachführvorrichtung und Kreisfundament an die höheren Belastungen anpassbar sind. Bei Beispiel 2 sind die Konsequenzen bezüglich der Hubstange erläutert. Eine Konstruktionsstudie sollte klären, wie weit dieses Potential zur weiteren, erfindungsgemässen Kostenreduktion ausschöpfbar ist.Example 5: The framework ( 1 ) for the mirror units ( 9 ) has approximately the same size as the entire mirror surface, in the embodiments 160 square meters and 18 m × 9 m. Rational serial production precludes on-site production, on the other hand, this size can not be transported. Consequently, the division into sections ( 5 ), which are individually transportable by truck and can be assembled on site with little effort. In the embodiment according to 1 and 2 is the framework ( 1 ) made of four almost identical room trusses of 9 m × 4.5 m made of corrosion-protected steel profiles. For assembling the sections on site, intermediate rods ( 13 ) used. 3 and 4 shows a shoring ( 1 ) in box construction, preferably made of sheet steel, whose sections are also connected on site, taking into account the corrosion protection. With the illustrated four-point bearing, the framework ( 1 ) Stiffer than in three-point storage or its surface can be increased with the same stiffness, if tracking device and circular foundation are adaptable to the higher loads. In example 2, the consequences with respect to the lifting rod are explained. A design study should clarify how far this potential can be exploited for further cost reduction according to the invention.

Beispiel 6: Bei der Steuerung ist der Einsatz eines Sonnenstandprogrammes anstelle von Sonnensensoren bekannt. Diese Lösung erfordert die ständige Ermittlung der Ist-Stellung des Drehgestells (4) und der Hubstange(n) (5). Wenn beide Antriebe erfindungsgemäss über Motore erfolgen, kann aus deren Umdrehungszahl auf die Ist-Stellungen geschlossen werden, sofern Nullstellungen definiert sind. Als Nullstellung des Drehgestells (4) kann beispielsweise die Ausrichtung des Spiegelfokus auf den Turm mit Hilfe eines Lasers festgelegt werden. Die Nullstellung der Hubstange(n) (5) ergibt sich bei der Justierung der Einzelspiegel mit elektronischen Wasserwaagen (siehe letzter Absatz). Beide Nullstellungen sind jederzeit nachjustierbar. Der Rechner der Steuerung bekommt aus dem Sonnenstandprogramm aktuelle Sollwertvorgaben und aus den Motorumdrehungen und der Heliostatposition die Istwerte. Er errechnet Differenzen und erteilt entsprechende Stellungsbefehle an die Motore.Example 6: In the control of the use of a sun position program instead of sun sensors is known. This solution requires the constant determination of the actual position of the bogie ( 4 ) and the lifting rod (s) ( 5 ). If both drives take place according to the invention via motors, their number of revolutions can be used to deduce the actual positions, provided that zero positions are defined. As zero position of the bogie ( 4 ), for example, the orientation of the mirror focus on the tower can be fixed with the help of a laser. The zero position of the lifting rod (s) ( 5 ) results in the adjustment of the individual mirrors with electronic spirit levels (see last paragraph). Both zero positions can be readjusted at any time. The computer of the controller receives current setpoint values from the sun position program and the actual values from the motor revolutions and the heliostat position. He calculates differences and gives appropriate position commands to the motors.

Beispiel 7: Die Steuerung kann den Heliostat betreffende Befehle von der Kraftwerkszentrale empfangen und ihre Ausführung veranlassen. Sofern sie die Kraftwerkssicherheit betreffen, werden die Befehle von Sensoren automatisch ausgelöst. Wichtige Beispiele sind:

a) Der Strahlungsempfänger (Receiver) muss vor Überhitzung geschützt sein, denn die hohe Lichtkonzentration des Heliostatfeldes kann einen ungenügend gekühlten Receiver zerstören. Deshalb werden Heliostate automatisch flacher geneigt, sobald am Receiver ein Grenzwert erreicht wird. Dann richten sich die Strahlen in den Himmel, wo sie allmählich aufweiten und keinen Schaden anrichten können.
b) Zum Schutz vor Orkanschäden kann die Steuerung bei Meldung eines Grenzwertes (beispielsweise ab Windstärke 8) alle Heliostate zur Waagrechtstellung mit Spiegeln nach oben jederzeit veranlassen (2 und 4). In diesen seltenen Notfällen sind die Spiegel vor Verstaubung nicht geschützt.
c) Nach saisonabhängigen automatischen Tagesbefehlen stellt die Steuerung die Heliostate abends in die schützende Nachtstellung (Spiegel senkrecht und in Windrichtung) und morgens wieder in Betriebsstellung.
d) Mit Hilfe der Steuerung nehmen gruppenweise auswählbare Heliostate vorprogrammierte Reinigungsstellungen ein.

Example 7: The controller can receive commands concerning the heliostat from the power plant center and cause them to be executed. Insofar as they concern power plant safety, the commands are automatically triggered by sensors. Important examples are:

a) The radiation receiver (receiver) must be protected against overheating, because the high light concentration of the heliostat field can destroy an insufficiently cooled receiver. Therefore, heliostats are automatically flattened as soon as a limit is reached on the receiver. Then the rays are directed to the sky, where they gradually expand and do no harm.
b) To protect against hurricane damage, the controller can cause all heliostats for leveling with mirrors up at any time when reporting a threshold (for example, from wind force 8) ( 2 and 4 ). In these rare emergencies, the mirrors are not protected from dust.
c) After seasonal automatic daytime commands, the control puts the heliostats in the evening in the night position (mirror vertical and downwind) and in the morning in the operating position.
d) With the help of the controller group-selectable heliostats occupy pre-programmed cleaning positions.

Beispiel 8: Aufgrund der erfindungsgemässen Nachführkinematik führen die Nachführachsen für Azimuth und Elevation nicht durch das Spiegelzentrum. Folglich wandert der Heliostatfokus im Tageslauf um mehrere Meter und würde den Strahlungsempfänger vor allem in den Morgen- und Abendstunden verfehlen. Das wird jedoch durch die Steuerung mit einem Zusatzprogramm verhindert. Es errechnet die über den Tageslauf veränderliche Abweichung des Spiegelzentrums von der eingespeicherten und unveränderlichen Position der Schienenkreisachse (Heliostatposition) und korrigiert letztere rechnerisch. Damit wird trotz erfindungsgemässer Kinematik das reflektierte und fokusierte Sonnenlicht während des ganzen Tages auf den Strahlungsempfänger gelenkt.example 8: Due to the inventive tracking kinematics lead the Nachfühchssen for azimuth and elevation not through the mirror center. Consequently, the migrates Heliostat focus in the daily run by several meters and would the radiation receiver especially in the morning and evening hours to miss. This is however by the control with an additional program prevented. It calculates the variable over the course of the day Deviation of the mirror center from the stored and unchanging Position of the rail circle axis (heliostat position) and corrected the latter arithmetically. This is despite the inventive Kinematics reflected and focused sunlight during directed to the radiation receiver throughout the day.

Das Bauprinzip der Spiegeleinheiten (9) und ihre Justiermethode sind bekannt. Die vorliegenden Patentansprüche erlauben auch andere Spiegelkonstruktionen. Folgende, nicht erfindungsgemässe Kurzbeschreibung soll lediglich zum Verständnis des Gesamtkonzeptes beitragen: 5 zeigt die Konfiguration von 64 dreieckigen Spiegeleinheiten (9), die in 6 dargestellt sind. Sie werden mit aufgesteckten (8) Spiegeln (7) vor Ort spannungsfrei auf das Traggerüst (1) geschraubt. Dabei werden die Höhenjustierelemente (10) mit Hilfe von zwei kreuzend aufgelegten, elektronischen Wasserwaagen so eingestellt, dass sich die Einzelbrennpunkte aller Spiegeleinheiten (9) eines Heliostaten in einem gemeinsamen Brennpunkt treffen. Die Einstellwerte gibt eine Rechentabelle für jede Heliostatposition vor.The construction principle of mirror units ( 9 ) and their adjustment method are known. The present claims also allow other mirror designs. The following, non-inventive short description is only intended to contribute to the understanding of the overall concept: 5 shows the configuration of 64 triangular mirror units ( 9 ), in the 6 are shown. You will be plugged in ( 8th ) Mirroring ( 7 ) on site stress-free on the framework ( 1 ) screwed. The height adjustment elements ( 10 ) with the help of two crossing spirit levels adjusted so that the individual focal points of all mirror units ( 9 ) of a heliostat in a common focus. The set values provide a calculation table for each heliostat position.

11: Traggerüst für Spiegeleinheiten, in Sektionenshoring for mirror units, in sections
22: Bodensockelbottom base
33: Schienenkreis, in SegmentenRail Circle, in segments
44: Drehgestellbogie
55: Hubstangelifting rod
66: Antriebslagerdrive bearing
77: Glasspiegelglass mirror
88th: Spiegelhalterungmirror mount
99: Spiegeleinheitmirror unit
1010: Justierelement für Spiegeleinheitenadjusting for mirror units
1111: Anlenkpunkt am Traggerüstarticulation on the support frame
1212: Befestigungssockel für Spiegeleinheitenmounting base for mirror units
1313: Zwischenstange für Traggerüstfachwerkbetween rod for truss framework
1414: Zusatzgewicht für Drehgestelladditional weight for bogie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 3130471 C3 [0002]

Claims

Device for the targeted deflection of sunlight, which has a foundation, a tracking device, a support frame for mirror units and a control, characterized by the following features: a) The foundation is formed as a circular foundation and comprises one or more in a circle of several meters in diameter arranged bottom base ( 2 ) and a horizontally anchored rail circle ( 3 ) for receiving a bogie ( 4 ). b) The tracking device has a bogie ( 4 ) with at least three spaced, from the rail circle ( 3 ) feasible drive bearings ( 6 ) and at least two articulation points ( 11a ) for the shoring ( 1 ) and at least one bogie ( 4 ) and shoring ( 1 ) hinged, in its effective length variable lift rod ( 5 ), which are also equipped with an articulation point ( 11b ) is provided. c) The rigid support framework ( 1 ) has at the front mounting base ( 12 ) for mirror units ( 9 ) on the back and at least three, around its center star-shaped articulation points ( 11 ) for the bogie ( 4 ), whose mutual distance amounts to at least 15% of the shoring diagonal.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the circular foundation gives the heliostat by its weight and optionally additional ground anchors its stability and that its rail circuit ( 3 ) via radial and roofing guide flanks for the drive bearings ( 6 ) and has contours for the positive drive of the bogie ( 4 ).

Apparatus according to claim 1, characterized in that the heliostat predominantly by the weight of the bogie ( 4 ) Stability obtained by over massive or fillable cavities provided with additional weights ( 14 ) and that the rail circle ( 3 ) a radial guide flank for the drive bearing ( 6 ) having.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the drive bearing ( 6 ) of the bogie ( 4 ) track-guided drive means or separate means for tracking and drive.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the lifting rod ( 5 ) is designed as a rack with motor-driven Zahnritze) or as a motor-driven spindle / nut unit or as a hydraulic telescopic rod.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the supporting framework ( 1 ) is divided into several sections that can be produced by factory, which can be transported by truck and connected on site.

Apparatus according to claim 1 to 6, characterized in that the control of the rotational and tilting movements of the supporting framework ( 1 ) tunes to the target values of a known sun position program by calculating the actual values from the associated engine revolutions, comparing them with the setpoint specifications, initiating corresponding engine revolutions and thereby simultaneously synchronizing motors of the same function.

Device according to Claims 1 to 7, characterized that the controller independently defenses the heliostats at overheating of the radiation receiver and at Hurricane triggers.

Device according to Claims 1 to 8, characterized that the controller contains an additional program which the bogie rotation and shackle inclination accordingly the construction-related change in position of the mirror center constantly adapts.