DE102008008403A1 - Solarkraftwerk mit einer Spiegelnachführung mit Lichtsensoren - Google Patents

Solarkraftwerk mit einer Spiegelnachführung mit Lichtsensoren Download PDF

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Abstract

Eine Anlage zur Umwandlung von Sonnenlicht in eine andere Energieform mit einer Wandlereinrichtung, welche auf sie eintreffende Strahlung absorbiert, einer Vielzahl von Spiegelelementen (6a, 6b, 6c), welche beabstandet zu der Wandlereinrichtung (2) angeordnet sind, um in einem Arbeitszustand auf sie eingestrahltes Sonnenlicht auf die Wandlereinrichtung (2) umzulenken, wobei die einzelnen Spiegelelemente (6a, 6b, 6c) jeweils um wenigstens eine Achse wenigstens teilweise unabhängig voneinander schwenkbar sind und die Anlage wenigstens eine Sensoreinrichtung (10) aufweist, welche ein für eine auf sie eingestrahlte Sonneneinstrahlung charakteristisches Signal ausgibt und die Sensoreinrichtung (10) auf Licht reagiert, das von Spiegelelementen (6a, 6b, 6c) in Richtung der Sensoreinrichtung reflektiert wird. Erfindungsgemäß erlaubt die Sensoreinrichtung eine ortsaufgelöste Bewertung der auf sie auftreffenden Strahlung.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Umwandlung von Sonnenlicht in eine andere Energieform. Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf Solarkraftwerke beschrieben, welche Sonnenlicht in Wärmeenergie umwandeln. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch bei anderen Arten von Solarkraftwerken, beispielsweise bei Solarkraftwerken mit Photovoltaikzellen und dergleichen Anwendung finden kann. Generell ist die Erfindung bei solchen Solarkraftwerken anwendbar, bei denen das Licht durch Spiegel auf eine Linie oder einen Punkt konzentriert wird.
  • Aus dem Stand der Technik sind derartige Solarkraftwerke seit langem bekannt. Insbesondere sind Fresnelkollektoren bekannt, die eine Vielzahl von separaten planen oder nur leicht gekrümmten Spiegelstreifen aufweisen, die um ihre Langsachse gedreht werden können. Dabei ist es möglich, jeden dieser Spiegelstreifen stets individuell auf ein Absorberrohr zu fokussieren. In Abhängigkeit vom Sonnenstand kann der benötigte Neigungswinkel jedes dieser Spiegelstreifen exakt bestimmt werden.
  • Aus der DE 27 42 014 C2 ist ein Sonnenkollektor mit Sonnenfolgemitteln bekannt. Dabei ist eine Vielzahl von Reflektoren vorgesehen, die schwenkbar um ihre Längsachse sind. An diesen Reflektoren sind jeweils Achsen mit Stangen angeordnet, so dass die Reflektoren gemeinsam und untereinander gekoppelt in die optimale Position bewegt werden können. Nachteilig ist, dass Winkelfehler der Spiegel untereinander dabei nicht korrigiert werden können.
  • Die EP 1 754 942 A1 beschreibt eine Fresnelsolarkollektoranordnung. Auch hier ist eine Vielzahl von Primärspiegeln vorgesehen, wobei eine Bewegung dieser einzelnen Spiegel mechanisch gekoppelt ist und eine gemeinsame Bewegung dieser Spiegel mittels einer Schubstange erfolgt. In der Praxis wird jedoch der optimale Winkel, d. h. derjenige Winkel, aufgrund dessen die reflektierten Winkel ideal auf einen Absorber einstrahlen, nie genau erreicht werden können, weil Messungenauigkeiten bezüglich dieses Winkels am Spiegel, Verschleiß, thermisch bedingte Verformungen, Verlagerungen der Spiegel durch Winddruck, Fertigungs- und Montageungenauigkeiten, Fundamentabsenkung und vieles mehr dies behindert. Auch durch einen im Stand der Technik über ein Absorberrohr angebrachten Sekundärspiegel, der Streulicht zu dem Absorberrohr zurücklenkt wird das Problem nur ungenügend gelöst. Das Problem wir überdies mit steigendem Konzentrationsgrad größer.
  • Aus der DE19630201 C1 ist ein Solarkraftwerk bekannt, bei dem viele Spiegel das Sonnenlicht auf einen zentralen Absorber konzentrieren. Diese Heliostaten sind mit je einem eigenen Sensor versehen, der das ausfallende Licht in Richtung Absorber erfasst. Problematisch sind hier jedoch die hohen Anforderungen an die präzise Montage des Sensors.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, die es erlauben, trotz der aufgeführten Störeinflüsse die Spiegelstreifen so auszurichten, dass das Licht genau auf eine Absorbereinrichtung fällt. Daneben soll der Energieeintrag der Anlage erhöht werden, wobei dies insbesondere durch eine stets optimale Ausrichtung der Spiegelelemente erfolgen soll. Damit soll eine Optimierung des Wirkungsgrads des Solarkraftwerks bzw. eine maximale Ausnutzung der eingestrahlten Sonnenenergie bei einfacher Montage und Wartbarkeit erreicht werden.
  • Der Erfindung liegt daher die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, dass es erlaubt, trotz der aufgeführten Störeinflüsse jedes Spiegelelement stets so auszurichten, dass das Licht genau auf das Absorberrohr bzw. die Wandlereinrichtung trifft. Dabei soll auf eine hochpräzise Winkelmesseinrichtung an den Spiegelelementen bzw. Spiegelwellen verzichtet werden.
  • Dies wird erfindungsgemäß durch eine Anlage nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 9 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Eine erfindungsgemäße Anlage zur Umwandlung von Sonnenlicht in eine andere Energieform weist eine Wandlereinrichtung auf, welche auf sie eintreffende Strahlung absorbiert. Weiterhin ist eine Vielzahl von Spiegelelementen vorgesehen, welche beabstandet zu der Wandlereinrichtung angeordnet sind, um in einem Arbeitszustand auf sie eingestrahltes Sonnenlicht auf die Wandlereinrichtung umzulenken, wobei die einzelnen Spiegelelemente jeweils um wenigstens eine Achse wenigstens teilweise unabhängig voneinander schwenkbar sind und die Anlage wenigstens eine einem Spiegelelement zugeordnete Sensoreinrichtung aufweist, welche ein für eine auf sie eingestrahlte Sonneneinstrahlung charakteristisches Signal ausgibt und die Sensoreinrichtung auf Licht reagiert, dass von dem wenigstens einem Spiegelelement in Richtung der Sensoreinrichtung reflektiert wird.
  • Erfindungsgemäß erlaubt die Sensoreinrichtung eine ortsaufgelöste Bewertung der auf sie eintreffenden Strahlung. Darunter wird verstanden, dass die Sensoreinrichtung nicht nur Gesamtintensitätswerte oder dergleichen ausgibt, sondern in wenigstens einer Richtung auch eine Ausgabe unterschiedlicher Intensitäten ermöglicht. Vorteilhaft weist die Sensoreinrichtung eine Vielzahl von lichtempfindlichen Elementen auf. Damit kommt als Lichtsensor hier ein lineares Photodioden-Array in Frage.
  • Vorteilhaft weist das Spiegelelement innerhalb seiner Spiegelfläche einen Modifikationsbereich auf, der darauf auftreffendes Licht wenigstens teilweise absorbiert oder für den Sensor erkennbar verändert. Bei diesem Modifikationsbereich bzw. Absorptionsbereich kann es sich beispielsweise um ein absorbierendes Flächenelement auf bzw. innerhalb der Spiegelfläche handeln. Es wären jedoch auch Modifikationsbereiche denkbar, die beispielsweise die Polarisation des Lichts verändern. Vorzugsweise ist dieser Modifikationsbereich derart gestaltet, dass er im Erfassungsbereich der Sensoreinrichtung eine dunklere oder andersartig veränderte Zone erzeugt.
  • Damit wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bewusst ein Schatten bzw. eine ungleichmäßige Intensitätsverteilung auf die Sensoreinrichtung geworfen. Bevorzugt erstreckt sich der Modifikationsbereich in Richtung der Schwenkachse des Spiegelelements. Vorteilhaft ist damit das Spiegelelement im Bereich des Sensors mittig mit einem vorzugsweise dünnen Streifen versehen, der das Licht nicht reflektiert. Dadurch entsteht mittig in dem ausgetretenen Lichtstrahl eine Dunkelzone, die bei richtiger Spiegelstellung von der Sensoreinrichtung erfasst werden muss.
  • Im Falle einer zweiachsigen Nachführung der Spiegelelemente kann auf dem Spiegelelement ein punkt- oder kreisförmiger Modifikationsbereich vorgesehen sein und dieser wiederum mit einem flächigen Sensor wie beispielsweise einem CCD-Chip oder einer Kamera erfasst werden.
  • Die Sensoreinrichtung misst auf diese Weise die Lichtintensität über eine vorgegebene Strecke X, die länger ist als die zu erkennende Dunkelzone wobei die Messung vorzugsweise mit einer ausreichend hohen Ortsauflösung erfolgt. An der gemessenen örtlichen Lichtverteilung wird die Mitte dieser Dunkelzone berechnet und die daraus resultierende Istposition des Spiegelelements wird in einem Regler mit einer Sollposition verglichen und das Spiegelelement entsprechend nachgestellt. Die erreichte Position wird einem Positionsregler als Istwert zugeführt.
  • Damit kann durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Anlage eine hochpräzise Nachführung jedes einzelnen Spiegelelements auch ohne externe Winkelvorgabe erreicht werden. Grundsätzlich ist es möglich, dass bei einer Ausführungsform sämtliche Spiegelelemente unabhängig voneinander schwenkbar sind, es wäre jedoch auch möglich, dass die Spiegelelemente in mehrere Gruppen zusammengefasst werden, wobei diese Gruppen jeweils gekoppelt synchron schwenkbar sind.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Sensoreinrichtung in einer Ebene angeordnet, welche durch eine Längsrichtung eines Spiegelelements und eine Längsrichtung der Wandlereinrichtung gebildet ist. In diesem Fall ist die Wandlereinrichtung vorzugsweise ein Absorberrohr und die Längsrichtung dieses Absorberrohrs definiert die genannte Ebene. Damit wird bei dieser Ausführungsform vorzugsweise jedem Spiegelelement eine eigene fest montierte Sensoreinrichtung zugeordnet, die (genau) zwischen dem Spiegelelement und der Wandlereinrichtung angeordnet ist.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage besteht darin, dass es möglich ist, eine Feinjustage lediglich über Parameter vorzunehmen. Bei der Verwendung von herkömmlichen Lichtsensoren, d. h. solchen Sensoren, welche keine Ortsauflösung der auf sie auftreffenden Strahlung ermöglichen, ist nur eine mechanische Justage möglich. Im Falle einer Ortsauflösung ist je nach der Auflösung eines beispielsweise Dioden-Arrays eine Anpassung der Parameter beispielsweise durch die Wahl eines anderen Zentrums des Arrays (z. B. durch elektronische Vorgaben) die genannte Feinjustage möglich. Für die Montage des Lichtsensors ist ein großer Toleranzbereich von beispielsweise ±20 mm ausreichend
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist jedem Spiegelelement genau eine Sensoreinrichtung zugeordnet. Es kann auch vorteilhaft sein, entlang jedes Spiegels mehrere Sensoren anzuordnen, um eine eventuell auftretende Torsion des Spiegels um seine Längsachse bei der Spiegelpositionierung berücksichtigen zu können.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine Vielzahl von Trägereinrichtungen vorgesehen, wobei jede dieser Trägereinrichtungen eine Sensoreinrichtung zugeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, jedem Spiegelelement eine eigene fest montierte Sensoreinrichtung zuzuordnen.
  • Vorteilhaft weist die Sensoreinrichtung die Steuereinrichtung bzw. Schaltung auf, welche Intensitätsverläufe des auf sie eintreffenden Lichts auswertet. So kann beispielsweise während einer Drehung des Spiegelelements auch ein gesamter Intensitätsverlauf ermittelt werden. Auf diese Weise können Verschmutzungen oder durch die Wandlereinrichtung erzeugte Schatten erkannt werden. Diese Schaltung ermittelt dabei bevorzugt die Mittenposition einer von dem Modifikationsbereich hervorgerufenen Dunkelzone (bzw. modifizierten Zone) und stellt diese Position als digitales oder analoges Ausgangssignal für die Spiegelpositionierung bereit.
  • Mit anderen Worten werden hierbei beispielsweise mehrere Sensoreinrichtungen über die Länge der Wandlereinrichtung die beispielsweise als Absorberrohr ausgeführt ist, verteilt, um auf diese Weise eine Torsion der Spiegelelemente zu erkennen und ausmitteln zu können. Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist damit die Spiegelpositionierung immer so genau, wie es die Position der Sensoreinrichtungen entspricht. Weitere Systemfehler werden auf diese Weise ausgeblendet. Daneben benötigen die Spiegelelemente keine externe Positionsvorgabe.
  • Vorzugsweise sind, wie oben erwähnt, mehrere Sensoreinrichtungen an den Spiegelelementen angeordnet und für die optimale Ausrichtung der Spiegelelemente werden die Informationen aller Sensoreinrichtungen verwendet.
  • Vorteilhaft werden die Sensoreinrichtungen auch dazu benutzt, um Fehler in der Anlage zu erkennen und zu lokalisieren wie beispielsweise Verschmutzungen oder dergleichen.
  • Unter einem Modifikationsbereich wird einerseits ein Bereich verstanden, der das Licht wenigstens teilweise absorbiert. Darüber hinaus ist es jedoch auch möglich, dass der Modifikationsbereich das Licht auf andere Weise derart verändert, dass die Sensoreinrichtung dies erkennt, beispielsweise durch eine Änderung der Lichtfarbe oder der Polarisation. Auch wäre es möglich, für den Modifikationsbereich eine andere Struktur sowohl bei der Ausführung als Streifen als auch bei der Ausführung als Punkt zu wählen, beispielsweise in Form mehrerer paralleler Streifen oder konzentrischer Kreise.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Sensoreinrichtung wenigstens eine Strahlungseinrichtung zur Positionierung der Sensoreinrichtung gegenüber der Anlage auf. Vorzugsweise weist die Sensoreinrichtung wenigstens zwei und besonders bevorzugt wenigstens drei derartiger Strahlungseinrichtungen auf. Mit Hilfe dieser Strahlungseinrichtungen, bei denen es sich bevorzugt um Laserpointer handelt, die Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich abgeben, ist es möglich, die Sensoreinrichtung gegenüber der Wandlereinrichtung und dem Spiegelelement einzustellen. So können beispielsweise zwei Lichtflecke auf die Wandlereinrichtung gerichtet werden und ein dritter Lichtfleck auf den Modifikationsbereich des Spiegelelements. Wenn dies eingestellt ist, ist die Position der Sensoreinrichtung gegenüber der Anlage genau einjustiert.
  • Vorzugsweise sind damit mehrere Strahlungseinrichtungen und bevorzugt drei Strahlungseinrichtungen vorgesehen, welche das Licht in unterschiedliche Richtungen aussenden. IN diesem Zusammenhang wird auf die Deutsche Patentanmeldung der vorliegenden Anmelderin mit dem Titel „Solarkraftwerk mit sensorgestützter Justagemöglichkeit", welche am gleichen Tag wie die vorliegende Anmeldung eingereicht wurde, verwiesen und deren Offenbarungsgehalt vollständig auch zur Offenbarung der vorliegenden Anmeldung gemacht.
  • Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage zur Umwandlung von Sonnenlicht in eine andere Energieform gerichtet, wobei mit einer Vielzahl von Spiegelelementen auf diese eintreffende Sonnenlicht auf eine Wandlereinrichtung gerichtet wird und diese Wandlereinrichtung das Sonnelicht wenigstens teilweise in eine andere Energieform umwandelt, wobei die einzelnen Spiegelelemente jeweils schwenkbar angeordnet sind. Erfindungsgemäß wird wenigstens ein Spiegelelement einer Sensoreinrichtung zugeordnet, die sich in eine auf sie eingestrahlte Sonneneinstrahlung charakteristisches Signal ausgibt wobei diese Sensoreinrichtung eine ortsaufgelöste Bewertung der auf sie eintreffende Strahlung ermöglicht.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen.
  • Darin zeigen:
  • 1 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Solarkraftwerks; und
  • 2 eine perspektivische Darstellung zur Veranschaulichung der Anordnung einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung.
  • 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anlage 1 zur Umwandlung von Sonnenlicht in eine andere Energieform. Diese Anlage 1 weist eine Wandlereinrichtung 2 auf, die beabstandet zu einer Vielzahl von Spiegelelementen 6a, 6b, 6c angeordnet ist. Dabei wird diese Wandlereinrichtung über einen Träger 4 beabstandet gegenüber den einzelnen Spiegelelementen 6a, 6b, 6c gehalten.
  • Die Spiegelelemente 6a, 6b, 6c dienen dazu, um eingestrahltes Sonnenlicht (vgl. Pfeil P1) in Richtung der Wandlereinrichtung 2 zu reflektieren (Pfeil P2). Bei der Wandlereinrichtung 2 handelt es sich hier um ein Absorberrohr, welches sich in einer senkrecht zur Figurenebene stehenden Richtung erstreckt. Auch die einzelnen Spiegelelemente 6a, 6b, 6c erstrecken sich senkrecht zu der Figurenebene und können dabei beispielsweise Längen im Bereich von 100 m und Breiten im Bereich von 10 bis 100 cm aufweisen.
  • Die einzelnen Spiegelelemente 6a, 6b, 6c sind auf einer Tragplatte 8 beidseitig bezüglich der Wandlereinrichtung 2 angeordnet. Der Träger 4 ist dabei über ein Fixlager an dieser Tragplatte 8 fest angeordnet.
  • Wie aus 1 ersichtlich, ist die Schwenkstellung der einzelnen Spiegelelemente 6a, 6b, 6c je nach der Position der Schwenkspiegel gegenüber der Wandlereinrichtung 2 unterschiedlich und hängt von dem Winkel ab, unter dem das Sonnenlicht eingestrahlt wird. Die einzelnen Spiegelelemente 6a, 6b, 6c sind bezüglich Schwenkachsen 11 in der Figurenebene um einen vorgegebenen Winkel schwenkbar. Das Bezugszeichen 9 bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung für die Spiegelelemente 6a, 6b, 6c.
  • Das Bezugszeichen 10 bezieht sich auf eine Sensoreinrichtung wobei hier jedem Spiegelelement 6a, 6b, 6c eine derartige Sensoreinrichtung zugeordnet ist. Diese Sensoreinrichtung 10 ist beabstandet zu der Wandelereinrichtung 2 angeordnet. Genauer gesagt sind vorteilhaft diese Sensoreinrichtungen 10 näher an den Spiegelelementen 6a, 6b, 6c als an der Wandlereinrichtung 2 vorgesehen. Bevorzugt handelt es sich hier um einen Lichtsensor. An Hand der bei der Referenzierung an dieser Sensoreinrichtung 10 gemessenen Lichtintensität und Verteilung können Rückschlüsse gezogen werden auf die korrekte Orientierung des jeweils zugeordneten Spiegelelements 6a, 6b, 6c wie auch auf einen Zustand des Spiegelelements 6a, 6b, 6c wie beispielsweise eine Verschmutzung, wobei dies insbesondere auch im Vergleich zu den anderen Spiegelelementen folgen kann. Die einzelnen Sensoreinrichtungen 10 sind dabei die jeweils an Trägern 14 angeordnet und bilden damit jeweils mechanische Einheiten mit den jeweiligen Spiegelelementen. Wie oben gesagt, handelt es sich bei den jeweiligen Sensoreinrichtungen um solche Sensoreinrichtungen, welche eine ortsaufgelöste Bewertung der auf sie auftreffenden Lichtintensität erlauben.
  • Weiterhin kann auf die erwähnte Ortsauflösung an Hand der bei der jeweiligen Sensoreinrichtung gemessenen Lichtintensität und Verteilung Rückschlüsse gezogen werden auf den Zustand des jeweiligen Spiegels wie beispielsweise eine Verschmutzung insbesondere im Vergleich zu den anderen Spiegeln. Ist beispielsweise die gemessene Lichtintensität bei gleicher Sonneneinstrahlung sehr unterschiedlich so kann darauf geschlossen werden, dass einige der Spiegelelemente oder Gruppen von Spiegelelementen verschmutzt sind. Auf diese Weise kann auch ohne zusätzliche Kontrolle der Spiegel direkt ein Verschmutzungsgrad abgeleitet und eine Aussage über eine durchzuführende Reinigung ermöglicht werden. Auch kann durch die Ortsauflösung ein Bild aufgenommen Intensitäten beispielsweise auf einen Monitor mit einem Drucker ausgegeben werden und damit einem Benutzer bei Bedarf angezeigt werden. Auf diese Weise kann eine Ferndiagnose erleichtert werden.
  • Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform können auch mehrere Sensoreinrichtungen 10 über die Länge der Wandlereinrichtung 2 verteilt sein um auf diese Weise eine Torsion der Spiegelelemente erkennen und ausmitteln zu können. Auf diese Weise wird schließlich eine optimale Fokussierung der Spiegelelemente 6a, 6b, 6c garantiert, ohne das hierzu der Betrieb unterbrochen wird. Durch ein separates Nachführen und Einrichten jedes Spiegelelements 6a, 6b, 6c im Betrieb der Anlage kann erreicht werden, dass die übrigen Spiegel oder Spiegelgruppen auf die Wandlereinrichtung ausgerichtet bleiben. Es wäre jedoch auch möglich, mehrere Spiegelelemente simultan einzurichten. Das Bezugszeichen 17 bezieht sich auf eine Steuereinrichtung. Diese Steuereinrichtung 17 stellt die Verbindung zwischen den Sensoreinrichtungen 10 und den Spiegelelementen 6a, 6b, 6c genauer den Antriebselementen 12 der Spiegelelemente her. Auf diese Weise kann in einem geschlossenen Regelkreis ein einzelnes Spiegelelement exakt fokussiert werden. Das Bezugszeichen 16 zeigt eine Speichereinrichtung, in der beispielsweise ein Ist- oder Sollpositionen der Spiegelelemente abgespeichert werden können.
  • 2 zeigt eine perspektivische Darstellung zur Veranschaulichung der Anordnung der einzelnen Sensoreinrichtungen. Dabei ist wieder durch den Pfeil P1 das auf das Spiegelelemente 6 auftreffende Sonnenlicht gezeigt, welches entlang des Pfeils P2 auf die Sensoreinrichtung reflektiert wird. Bei dieser Ausführungsform weist die Sensoreinrichtung 10 ein lineares Photodioden-Array auf, welches hier senkrecht zu der Erstreckungsrichtung des Modifikationsbereichs 5 auf dem Spiegelelement 6a steht. Das Bezugszeichen 7 kennzeichnet die Oberfläche des Spiegelelements 6a. Man erkennt, dass die das Licht entlang der beiden Pfeile P1a und P1c links- und rechtsseitig bezüglich des Modifikationsbereichs 5 auf dem Spiegelelement auftrifft und das Licht, dass entlang des Pfeils P1b auftrifft, auf den Modifikationsbereich auftrifft. Entsprechend wird Licht entlang der Pfeile P2a und P2c reflektiert, entlang des Pfeils P1b jedoch nicht.
  • Damit ergibt sich die in dem linken Teilbild dargestellte Intensitätsverteilung auf der Sensoreinrichtung 10. Die Sensoreinrichtung misst die Intensitätsverteilung entlang der eingezeichneten Strecke X, die jedenfalls länger ist als die zu erkennende Dunkelzone. Diese gemessene Lichtverteilung kann wiederum die Mitte der Dunkelzone XD_Ist errechnet werden. Diese Istposition des Spiegelelements wird in einem Regler mit einer Sollposition XD_Soll verglichen und das Spiegelelement entsprechend nachgestellt, d. h. soweit nachgestellt, bis wiederum das Intensitätsminimum auf die Mitte der Sensoreinrichtung 10 fällt. In diesem Falle ist eine genaue Justierung des Spiegelelements auch auf die Wandlereinrichtung 2 erreicht. Eine Feinjustage d. h. Sensoreinrichtung ist durch die Ortsauflösung auch möglich in dem nicht der Sensor selbst verschoben wird, sondern die Istposition XD_Ist beispielsweise in elektronischer Form verschoben wird, sodass diese Position beispielsweise nicht mehr genau zentral bezüglich des Photodioden-Arrays der Sensoreinrichtung 10 ist. Das Bezugszeichen 13 bezieht sich auf eine Aufhängung für das Spiegelelement, um dieses um dessen Mittelachse M zu verkippen.
  • Es wäre auch möglich, die Spiegelelemente zweiachsig nachzuführen. In diesem Falle wäre anstelle des Streifens 5 ein Punkt vorgesehen und die Sensoreinrichtung wäre ein flächiges Element mit einem Photodioden-Array wobei hier wiederum auf das Zentrum dieses Arrays durch zweiachsige Verkippung kalibriert werden müsste.
  • Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
  • 1
    Anlage
    2
    Wandlereinrichtung
    4
    Träger für Wandlereinrichtung
    5
    Modifikationsbereich
    6a, 6b, 6c
    Spiegelelemente
    7
    Oberfläche des Spiegelelements
    8
    Tragplatte
    9
    Antriebseinrichtung
    10
    Sensoreinrichtung
    11
    Schwenkachse
    13
    Aufhängung
    14
    Träger
    16
    Speichereinrichtung
    17
    Steuereinrichtung
    P1a, P1b, P1c
    Einstrahlrichtungen des Lichts
    P2a, P2b, P2c
    Reflektionsrichtungen des Lichts
    M
    Mittelachse
    X
    Strecke
    XD_Ist
    Dunkelzone/Istposition
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 2742014 C2 [0003]
    • - EP 1754942 A1 [0004]
    • - DE 19630201 C1 [0005]

Claims (11)

  1. Anlage (1) zur Umwandlung von Sonnenlicht in eine andere Energieform mit einer Wandlereinrichtung (2), welche auf sie eintreffende Strahlung absorbiert, einer Vielzahl von Spiegelelementen (6a, 6b, 6c), welche beabstandet zu der Wandlereinrichtung (2) angeordnet sind, um in einem Arbeitszustand auf sie eingestrahltes Sonnenlicht auf die Wandlereinrichtung (2) umzulenken, wobei die einzelnen Spiegelelemente (6a, 6b, 6c) jeweils um wenigstens eine Achse wenigstens teilweise unabhängig voneinander schwenkbar sind und die Anlage wenigstens eine einem Spiegelelement zugeordnete Sensoreinrichtung (10) aufweist, welche ein für eine auf sie eingestrahlte Sonneneinstrahlung charakteristisches Signal ausgibt und die Sensoreinrichtung (10) auf Licht reagiert, das von Spiegelelementen in Richtung Sensoreinrichtung reflektiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (10) eine ortsaufgelöste Bewertung der auf sie auftreffenden Strahlung erlaubt.
  2. Anlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiegelelement (6a, 6b, 6c) innerhalb seiner Spiegelfläche einen Modifikationsbereich (5) aufweist, der darauf auftreffendes Licht wenigstens teilweise absorbiert oder für den Sensor erkennbar verändert.
  3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Modifikationsbereich derart gestaltet ist, dass er im Erfassungsbereich des Lichtsensors eine dunkle oder andersartig veränderte Zone erzeugt.
  4. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Modifikationsbereich (5) in Richtung der Schwenkachse (M) des Spiegelelements (6a, 6b, 6c) erstreckt.
  5. Anlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (10) eine Vielzahl von lichtempfindlichen Elementen aufweist, die eine Ortsauflösung des einfallenden Lichts ermöglichen.
  6. Anlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (10) in einer Ebene angeordnet ist, welche durch eine Längsrichtung eines Spiegelelements (6a, 6b, 6c) und durch eine Längsrichtung der Wandlereinrichtung gebildet ist.
  7. Anlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Spiegelelement (6a, 6b, 6c) wenigstens eine Sensoreinrichtung (10) zugeordnet ist.
  8. Anlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage eine Vielzahl von Trägern aufweist, an der die Sensoreinrichtungen (10) angeordnet sind.
  9. Anlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Sensoreinrichtung (10) eine Schaltung aufweist, die die Intensitätsverteilung des auf sie eintreffenden Lichts auswertet, die Mittenposition der vom absorbierenden Bereich (5) hervorgerufenen Dunkelzone ermittelt und diese Position als digitales oder analoges Ausgangssignal für die Spiegelpositionierung bereitstellt.
  10. Anlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (10) wenigstens eine Strahlungseinrichtung aufweist, um die Sensoreinrichtung (10) gegenüber der Anlage (1) leicht positionieren zu können.
  11. Verfahren zum Betreiben einer Anlage zur Umwandlung von Sonnenlicht in eine andere Energieform, wobei mit einer Vielzahl von Spiegelelementen (6a, 6b, 6c) auf diese eintreffendes Sonnenlicht auf eine Wandlereinrichtung (2) gerichtet wird und diese Wandlereinrichtung (2) das Sonnenlicht wenigstens teilweise in eine andere Energieform umwandelt, wobei die einzelnen Spiegelelemente (6a, 6b, 6c) jeweils schwenkbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Spiegelelement (6a, 6b, 6c) eine Sensoreinrichtung (10) zugeordnet wird, welche ein für eine auf sie eingestrahlte Sonneneinstrahlung charakteristisches Signal ausgibt, wobei diese Sensoreinrichtung (10) eine ortsaufgelöste Bewertung der auf sie auftreffenden Strahlung erlaubt.
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