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Die
Erfindung betrifft eine Solaranlage in der Ausgestaltung als Photovoltaikanlage
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, und
ein Verfahren zur Nachführung einer Photovoltaikanlage.
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Unter
Solartechnik versteht man die direkte Umwandlung von Strahlungsenergie
der Sonne (oder auch Solarenergie) in nutzbare Energieformen. Dabei
gliedert sich das Spektrum der Solartechnik in verschiedene Teilgebiete
auf, die aus der Sonnenstrahlung entweder Wärme oder elektrische
Energie gewinnen.
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Mit
Hilfe von Solarkollektoren wird bei einer Solaranlage ein Wärmeträger
wie zum Beispiel Wasser durch die Sonnenenergie erwärmt
und dem Anwender in form von Warmwasser bereitgestellt, oder einer
Energiewandlung zu nutzbarem Strom zugeführt.
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Im
Gegensatz dazu wird bei einer Photovoltaikanlage die Strahlungsenergie
der Sonne direkt über die Solarzellen in elektrische Energie
umgewandelt, die dem Nutzer als Solarstrom zur Verfügung steht.
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Aus
dem Stand der Technik gemäß
DE 91 11 028 U1 ist eine
Solaranlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs
1 bekannt. Bei dieser Anlage wird eine Parabolspiegelrinne, die
aus mehreren Reflektorreihen besteht, zweiachsig der Sonne nachgeführt.
Diese genaue Nachführung ist erforderlich, weil die Reflektoren
das Sonnenlicht über hundertfach in einer Brennlinie konzentrieren,
in der ein von einem Medium durchströmtes Rohr positioniert
ist. Eine solche Anlage ist nur dann wirtschaft lich zu betreiben,
wenn bei der Nachführung engste Bewegungs- und Lagetoleranzen
eingehalten werden, was eine aufwändige Konstruktion erfordert.
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Darüber
hinaus sind aus der Statik verschiedene seilbasierende Trage- und
Stabilisierungssysteme bekannt. Beispielsweise verbindet beim Jawerth-Seilbinder
ein Zwischenseil das Tragseil mit einem Spannseil, so dass das Tragseil
mit Vorspannung beaufschlagt ist. Wird das Tragseil nun mit Gewichtskraft
belastet, so behält es weitestgehend seine geometrische
Form bei, da das Spannseil der zusätzlich eingeleiteten
Kraft entgegenwirkt.
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Gegenüber
den bekannten Photovoltaikanlagen liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Solaranlage zu schaffen, die bei einer möglichst
einfachen Grundkonstruktion einen höchstmöglichen wirtschaftlichen
Gesamtwirkungsgrad erzielt.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Solaranlage in der Ausgestaltung als Photovoltaikanlage
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren
zur Nachführung einer Photovoltaikanlage mit den Verfahrensschritten
nach Anspruch 48 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird
die Anlage als Photovoltaikanlage mit einer besonderen Gestaltung
und Fixierung der von zumindest einem Modul gebildeten, linear fokussierenden
Reflektormodulanordnung und der sich im Fokus der Reflektormodulanordnung erstreckenden
linearen Photovoltaikelemente ausgestaltet. Die Photovoltaikelemente
können dabei ebenfalls als Module ausgebildet sein, die
vorzugsweise von einer Einzelreihe monokristalliner Siliciumzellen
gebildet sind. Die die Reflektormodulanordnung und die Photovoltaikelemente
entsprechend dem Sonnenstand positionierende Nachführvorrichtung
wirkt erfindungsgemäß auf die die Reflektormodulanordnung
und die Photovoltaikelemente tragende und stabilisierende Seilanordnung
ein, die aus im Wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Spannseilzügen
besteht. Zur Nachführung sind die Spannseilzüge
randseitig durch senkrecht zur Seilanordnung angeordnete Führungskörper
geführt, welche synchron antreibbar, vorzugsweise verschwenkbar
sind. Es hat sich gezeigt, dass mit diesem Aufbau ein Optimum von
Energieausbeute und konstruktionstechnischem Aufwand erzielbar ist,
wodurch sich eine besondere Wirtschaftlichkeit der Anlage ergibt. Grundsätzlich
ist es möglich, die Reflektormodulanordnung in Form eines
langen Strangs auszubilden, der in regelmäßigen
Abständen eine Stützkonstruktion für
die Photovoltaikelemente tragen kann. Es können aber auch
mehrere linear ausgerichtete und aneinander gereihte Einzel-Reflektormodule
verwendet werden.
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Denn
aufgrund dieser Grundkonstruktion kann die erfindungsgemäß niedrig-fokussierende Photovoltaikanlage
sehr einfach aufgebaut werden. Es wurde erkannt, dass die erfindungsgemäße Leichtbau-Halterung
und Nachführung der Reflektormodule und Photovoltaikelemente
insbesondere dann ohne Weiteres ausreicht, die Energieumwandlungsrate
auf dem gewünschten Niveau zu halten, wenn der Fokussierungsgrad
auf das 10- bis 15-fache beschränkt wird. Denn in diesem
Fall kommt es auf eine hochpräzise Positionierung der Photovoltaikelemente
exakt in einer Brennlinie nicht mehr an. Es können vielmehr
gewisse Lage- und Ausrichtungsabweichungen in Kauf genommen werden, ohne
den Wirkungsgrad spürbar zu beeinträchtigen. Dabei
ergibt sich der zusätzliche Vorteil, dass die Photovoltaikelemente
eine weniger aufwändige Kühlung benötigen.
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Grundsätzlich
kann sich die erfindungsgemäße Photovoltaikanlage
mit einer einachsigen Nachführung begnügen, da
sie nur mit niedrig fokussierendem Reflektor arbeitet. Die sich
aufgrund der Nachgiebigkeit der Konstruktion ergebenden Winkelabweichungen
zwischen der Position der angetriebenen Führungskörper
und den dazwischen liegenden Reflektormodulen können z.
B. durchaus bis zu 2 bis 3° betragen. Die erfindungsgemäße
Struktur der Photovoltaikanlage kann also mit einer denkbar einfachen
Nachführvorrichtung arbeiten, die gleichzeitig eine Vielzahl
von Modulen steuert. Sie erlaubt es darüber hinaus, die
Anlage in Längsrichtung quasi beliebig lang zu bauen, weil
das Anlagengewicht pro laufenden Meter sehr niedrig ist. Der durch
die Leichtbauweise der Seilanordnung und der daran befestigten Reflektormodulanordnung
schlechtere Wirkungsgrad der Anlage, der aus der Ungenauigkeit der
fokussierenden Eigen schaften der Reflektormodulanordnung resultiert,
kann durch entsprechend leistungsfähigere Photovoltaikelemente
ausgeglichen werden. Dabei ergibt sich der besondere zusätzliche Vorteil,
dass die Photovoltaikelement-Module unter Verwendung herkömmlicher
Silicium-Technologie ohne spürbare Mehrkosten herstellbar
sind. Denn die für eine 10-fache Konzentration des Sonnenlichts ausgelegte
Silicium-Solarzelle kann mit quasi demselben Aufwand produziert
werden, wie eine Zelle, die für Direkteinstrahlung ausgelegt
ist.
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Die
erfindungsgemäße Anlage ist also insbesondere
als niedrig-fokussierende Anlage besonders wirtschaftlich zu betreiben,
da sich hier Ungenauigkeiten bei der Positionierung der Photovoltaikelemente
nicht spürbar auf die Effektivität der Anlage auswirken.
Aber auch Ungenauigkeiten hinsichtlich der Lage der Brennlinie können
mit dem erfindungsgemäßen Aufbau der Photovoltaikanlage
in Kauf genommen werden, wodurch es möglich wird, die Reflektormodule
ebenfalls in Leichtbauweise und ggf. mit einer vereinfachten Geometrie,
z. B. als Zylinderschalensegment auszuführen. Dadurch wird
die Haltekonstruktion entlastet, wodurch sich ein noch einfacherer
Aufbau ergibt. Es ist sogar möglich, die Reflektormodule
als eine Art Reflektor"segel" auszubilden, das durch die Spannseilzüge
ausreichend stabilsiert wird. Windkraftbedingte Verformungen der Reflektormodule
können aufgrund des niedrig-fokussierenden Systems in Kauf
genommen werden, ohne den Wirkungsgrad spürbar zu verschlechtern.
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Das
grundsätzliche Prinzip der Photovoltaikanlage zeigt, dass
Seile zum Tragen und Stabilisieren der Reflektormodulanordnung zwischen
Führungskörpern gespannt sind, so dass die zwischen Führungskörpern
gespannten Seile als eine Art Gerüst für die darin
befestigten Stabilisatoren dienen, welche die Reflektormodulanordnung
tragen.
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Eine
Variante der Photovoltaikanlage zeigt im Wesentlich parallel zueinander
verlaufende Seile, was eine besonders einfache Konstruktion der
Photovoltaikanlage ermöglicht. Darüber hinaus
ergibt sich ein Vorteil, wenn die Seile in Art eines Polygonzugs
gespannt sind. Die Anordnung der vorzugsweise parabelförmig
zur Symmetrieline verlau fenden Spannseile beruht dabei auf dem statischen
Prinzip des Jawerth-Seilbinders. Bei dieser Konstruktionsvariante
werden die senkrecht nach unten wirkenden Gewichtskräfte
der Reflektormodulanordnung über die mit Vorspannung versehenen
Spannseilzüge minimiert. Der Verlauf der Spannseilzüge
entspricht im Wesentlichen dem einer Parabel, wobei die Spannseilzüge
in der Draufsicht gesehen vom Ende der Reflektormodulanordnung zur
Symmetrieline hin immer weiter vom Äußeren der
Reflektormodule hin zur Drehachse der Reflektormodulanordnung hingerichtet
sind. In einer weiteren Ausgestaltung der Photovoltaikanlage ist
es vorteilhaft, wenn sich die Seile parabelförmig auf einer
horizontalen Ebene befinden, wobei die Ebene durch den Schwerpunkt
der Reflektormodulanordnung verläuft.
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Eine
leichte und konstruktiv einfache Photovoltaikanlage besteht aus
zwei Spannseilzügen, welche die Reflektormodule tragen.
Zusätzliche Stabilität erhält die Photovoltaikanlage,
wenn sie mit drei Spannseilzügen ausgestattet ist, die
in einer zur Erstreckung der Spannseilzüge senkrechten
Ebene betrachtet im Scheitelpunkt und im Bereich der beiden Randpunkte
der Reflektorfläche liegen, wodurch ein symmetrischer Aufbau
der Anlage entsteht. Es soll jedoch bereits an dieser Stelle hervorgehoben
werden, dass auch eine asymmetrische Anordnung der Spannseilzüge
möglich ist, wobei in diesem Fall eine besondere Gestaltung
der Reflektormodule sinnvoll ist.
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Durch
die in regelmäßigen Abständen durch Stabilisatoren
miteinander verbundenen Spannseilzüge wird die gesamte
Photovoltaikanlage stabilisiert und insgesamt verwindungssteifer.
Dabei bestehen die Stabilisatoren aus einer Anordnung von Speichen,
welche an den Seilen befestigt sind und sich gegenseitig abstützen.
Dazu wird ein Ende der Speiche, vorzugsweise über eine
Seilklemme, an dem Spannseil befestigt, wobei bei der parabelförmigen Anordnung
der Seile dieser Befestigungspunkt vom Ende der Speiche zum Halteelement
des Photovoltaikelements wandert. Alternativ dazu kann auch der Segmentring
eine Verbindung zum Spannseil schaffen, wobei dann das Ende der
Speiche an einem beliebigen Punkt des Segmentrings befestigt ist
und die Speiche von dort aus in Richtung des Fokus der Reflektormodule
führt.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn eine Speiche in einer 0°-Stellung
der Reflektormodulanordnung, in welcher sich die beiden Schenkelenden
der Reflektormodule auf einer im Wesentlichen horizontalen Ebene
befinden, waagerecht verlaufen, so dass die beiden Schenkelenden
der Reflektormodule zu einander beabstandet werden, beziehungsweise senkrecht
verlaufen, so dass der Scheitelpunkt der parabelförmigen
Reflektormodule an einem vorgegebenen Punkt stabilisiert wird.
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Um
die an den Enden befindlichen Stabilisatoren der Reflektormodulanordnung
zusätzlich zu versteifen, werden diese Speichenanordnungen
mit weiteren Speichen versehen, wobei diese weitere Aufnahmen für
Spannseile aufweisen und über diese getragen und stabilisiert
sein können.
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Allgemeingültig
für die erfindungsgemäße Photovoltaikanlage
ist, dass der Stabilisator besonders gute Eigenschaften aufweist,
wenn die Speichen in ihrer Anordnung symmetrisch gestaltet sind und
von ihrem Befestigungspunkt zu einem gemeinsamen Punkt führen,
der vorzugsweise im Fokus der Reflektormodule liegt und dort an
ihrem gemeinsamen Punkt einen Halter aufnehmen der die Energiewandleranordnung
bestehend aus Photovoltaikelementen trägt.
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Die,
je nach Ausführungsform, an den Stabilisatoren oder direkt
an den Spannseilen befestigten Segmentringe dienen zur Aufnahme
der Reflektoren. Die Befestigungspunkte zwischen den Segmentringen
und dem Spannseil können dabei ausgeführt sein
als Aufnahmen in den Segmentringen, die ein Seil führen,
oder als Seilklemmen, die an einem Seil befestigt den Segmentring
tragen. Dabei dient der Segmentring auch als Befestigungsfläche
der Reflektormodule. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Querschnitt
der Segmentringe winkelförmig ausgestaltet ist und Aufnahmen
aufweist, in die die Reflektormodule eingebracht und befestigt werden
können, um ihnen dadurch besonderen Halt und Stabilität
zu verleihen.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Photovoltaikanlage befinden sich
zwischen den Segmentringen Reflektormodule, die in einer zur Erstreckung
der Spannseilzüge senkrechten Ebene betrachtet, im Wesentlichen
die Querschnittsform eines Kreisbogens aufweisen, wodurch neben
der vorteilhaften Symmetrie ein besonders einfacher Aufbau der Photovoltaikanlage
erreicht wird. Ferner ermöglicht diese Maßnahme,
die Einzelkomponenten der Anlage einheitlich und damit kostengünstiger
herzustellen. Es ist jedoch hervorzuheben, dass selbstverständlich
auch jede andere, die erforderliche Fokussierung des Sonnenlichts
gewährleistende Querschnittsform der Reflektormodule, wie
z. B. eine Geometrie nach Art eines Parabolspiegels, gewählt
werden kann, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.
Die Reflektormodule, die aneinander gereiht und aneinander befestigt
die Reflektormodulanordnung bilden, bilden an ihrer Innenseite des Kreisbogens
eine die Sonnenstrahlen reflektierende Oberfläche. Die
Reflektormodule können daher ein Tragelement mit aufgebrachter
Spiegelfolie oder einer spiegelnden Beschichtung aufweisen, wobei
das Tragelement aus faser-, vorzugsweise glasfaserverstärktem
Kunststoff, einem Sandwich-Panel oder einem Blech mit eingebrachten
Versteifungskanten bestehen kann, wobei das Reflektormodul randseitig mit
Kupplungsabschnitten ausgestattet sein kann, die zur Befestigung
an den Segmentringen oder den benachbarten Reflektormodulen dienen.
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Der
Aufbau der Photovoltaikanlage ermöglicht es, dass die in
einer Seilanordnung angebrachte Reflektormodulanordnung durch ein
Paar von Führungskörpern nach dem Sonnenverlauf
ausgerichtet wird, so dass im Fokus der Reflektormodule jeder Zeit
ein bestmöglicher Wirkungsgrad der Photovoltaikelemente
herrscht. Die Führungskörper weisen dabei Mitnahmepunkte
für die Spannseilzüge auf, die in fester Lagebeziehung
zu einander stehen und vorzugsweise auf einem Segmentring liegen,
der radial gelagert ist, wodurch während der Drehbewegung der
Nachführung die Lage der Spannseilzüge zu einander
in unveränderter Lage aufrechterhalten werden kann. Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Photovoltaikanlage besteht
der Führungskörper vorzugsweise aus einem gebogenem
Grundelement, das sich auf einer Führungseinheit abstützt.
Dabei läuft das Grundelement auf mindestens zwei Stützrollen
oder Stützrollenpaaren, die im Seitenabstand zu einander
stehen, wobei jeder Stützrolle bzw. jedem Stützrollenpaar
eine Gegenrolle oder ein Gegenhalterrollenpaar zugeordnet ist. Durch
diese Lagerung des Führungskörpers im Spalt zwischen
den Rollen wird eine gute Drehbewegung bei gleichzeitiger guter
Lagefixierung sicher gestellt. Werden die Stützrollen und
die Gegenrollen als wellige Lagerkörper ausgeführt,
ist eine noch verschleißfreiere Lagerung der Führungskörper
möglich, selbst wenn sich letztere bei der Nachführung
aufgrund von Seillängenänderungen leicht kippen.
Eine bevorzugte Antriebsvorrichtung für die Nachführung
diese Führungskörpers ist dabei ein Zahnradantrieb,
der einen stationär angebrachten Motor, vorzugsweise Getriebemotor,
aufweist und mittels eines Ritzels die im am Segmentring und/oder
Führungskörper angebrachte Zahnstange verschwenkt.
Der Führungskörper ist dabei über die
Rollenlageranordnung auf einem Gestell schwenkbar abgestützt
und kann somit auf dem Gestell abwälzen.
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Alternativ
kann der Führungskörper auch einen im Wesentlichen
dreieckig ausgebildeten symmetrischen Grundkörper aufweisen.
Dessen Basis dient zur Aufnahme der Spannseile und die geometrische
Höhe dient zur Aufnahme eines Lagerzapfens. Vorteilhafterweise
dienen die Schenkel des dreieckigen Grundkörpers der Aussteifung
des Führungskörpers. Eine besonders gute Nachführung
der Reflektormodulanordnung wird erzielt, wenn der Lagerzapfen im
Schwerpunkt der sich bei der Nachführung drehenden Bauteile
befindet. Der Lagerzapfen wird bei dieser Konstruktion vorzugsweise
in einem Wälzlager geführt, das auf einer Säule
angeordnet ist, die zum einen die Photovoltaikanlage zum Boden beabstandet
und zum anderen Seilkräfte aufnimmt. Eine einfache Nachführung
der Reflektormodulanordnung kann erzielt werden, wenn am Lagerzapfen
ein Ritzel angeordnet ist, das von einem an der Säule befestigten
Motor über eine Kette oder einen Zahnriemen angetrieben
wird.
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Vorteilhafterweise
liegt der Systemdrehpunkt der Photovoltaikanlage im Mittelpunkt
der sich drehenden Komponenten, um eine möglichst symmetrische
Konstruktion der Photovoltaikanlage zu ermöglichen. Alternativ
dazu liegt der Systemdrehpunkt der Photovoltaikanlage im Schwerpunkt
der sich drehenden Komponenten, um die Hebelkräfte bei der
Nachführung zu minimieren.
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Eine
besonders genaue Nachführung und eine besonders geringe
Torsion der Reflektormodulanordnung wird erzielt, wenn die Führungskörper
mittels einer Antriebseinrichtung synchron angetrieben werden. Die
Nachführung kann dabei mittels eines elektrischen Antriebs
erfolgen, der dem Sonnenstand nachgeführt ist. Eine weitere
Antriebsvariante sieht vor, den Führungskörper
mittels einer zeitabhängigen Nachführung hydraulisch
anzutreiben.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zum Nachführen
einer Photovoltaikanlage weist eine Seilanordnung mit angebrachter
Reflektormodulanordnung auf, die durch einen sogenannten Führungskörper
nach dem Sonnenverlauf derart ausgerichtet wird, dass jederzeit
im Fokus der Reflektormodule ein bestmöglicher Wirkungsgrad
der Photovoltaikelemente erreicht wird. Vorzugsweise wird die Seilanordnung
zusammen mit der Reflektormodulanordnung einseitig nachgeführt,
indem die gesamte Seilanordnung über die Führungskörper
verschwenkt wird.
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Gegenstand
der Erfindung ist darüber hinaus ein Reflektormodul sowie
ein Stabilisator für eine erfindungsgemäße
Photovoltaikanlage. Um das Gewicht der Reflektormodule niedrig zu
halten, ist das Trägerelement in Leichtbauweise, wie z.
B. aus einem leichten Material beispielsweise aus kohle- oder glasfaserverstärkten
Kunststoffen oder in Leichtbau Sanwich-Bauweise, hergestellt.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Stabilisatoren, besteht diese
aus einer Traverse mit einem Paar Spannseilangriffspunkten und eine
dazu im Winkel, vorzugsweise senkrecht, verlaufenden Strebe, die
oben eine Halterung für ein Photovoltaikelement und unten
einen Spannseilsangriffspunkt aufweist, wobei am Stabilisator zumindest
ein Segmentring zur Aufnahme eines Reflektormoduls befestigt ist.
Zusätzliche Speichen des Stabilisators stabilisieren und
tragen die Halterung für das Photovoltaikelement.
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Nachstehend
werden anhand schematischer Zeichnungen Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
teilweise Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Photovoltaikanlage in minimaler Schwenkstellung (Ausrichtung wenn
Sonne im Zenit);
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2 in
etwas vergrößertem Maßstab die Ansicht „II-II"
in 1;
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3 eine
Draufsicht der Photovoltaikanlage nach 1 und 2 gemäß „III"
in 1;
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4 eine
der 1 ähnliche Seitenansicht der erfindungsgemäßen
Photovoltaikanlage in nahezu maximaler Schwenkstellung;
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5 eine
der 2 ähnliche Ansicht der Photovoltaikanlage
nach 4 bei Blickrichtung entlang dem Pfeil „V";
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6 in
vergrößertem Maßstab die Detailansicht „VI"
in 4;
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7 in
vergrößertem Maßstab ein Detail im Bereich „VII"
der Photovoltaikanlage nach 3;
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8 in
vergrößertem Maßstab die Ansicht der
Einzelheit „VIII" in 2;
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9 in
vergrößertem Maßstab die Ansicht der
Einzelheit „IX" in 4;
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10 eine
Seitenansicht einer weiteren abgewandelten Ausführungsform
der Photovoltaikanlage;
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11 in
vergrößertem Maßstab eine Schnittansicht
einer Abwandlung des erfindungsgemäßen Reflektormoduls;
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12 eine
schematische Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform
eines Führungskörpers bzw. „Trackers"
für die Photovoltaikanlage;
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13 eine
perspektivische Gesamtansicht einer Photovoltaikanlage;
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14 eine
perspektivische Ansicht einer Photovoltaikanlage gemäß einer
zweiten Ausführungsform;
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15 eine
teilweise Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Photovoltaikanlage gemäß der zweiten Ausführungsform
in minimaler Schwenkstellung (Ausrichtung wenn Sonne im Zenit);
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16 eine
Draufsicht der Photovoltaikanlage gemäß der zweiten
Ausführungsform;
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17 die
Ansicht einer Stützpfostenordnung gemäß der
zweiten Ausführungsform in vergrößertem
Maßstab;
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18 den
Querschnitt der Photovoltaikanlage gemäß der zweiten
Ausführungsform;
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19 das
Detail einer Befestigung im Bereich des Segmentrings gemäß Au
der zweiten Ausführungsform;
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20 eine
Seitenansicht der erfindungsgemäßen Photovoltaikanlage
gemäß A der zweiten Ausführungsform in
nahezu maximaler Schwenkstellung;
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21 den
Querschnitt der Photovoltaikanlage gemäß der zweiten
Ausführungsform in nahezu maximaler Schwenkstellung;
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22 eine
perspektivische Ansicht einer Photovoltaikanlage gemäß einer
dritten Aus führungsform;
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23 eine
teilweise Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Photovoltaikanlage gemäß der dritten Ausführungsform
in minimaler Schwenkstellung (Ausrichtung wenn Sonne im Zenit);
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24 eine
Draufsicht der Photovoltaikanlage gemäß der dritten
Ausführungsform;
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25 den
Querschnitt der Photovoltaikanlage gemäß der dritten
Ausführungsform;
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26 eine
Seitenansicht der erfindungsgemäßen Photovoltaikanlage
gemäß der dritten Ausführungsform in
nahezu maximaler Schwenkstellung;
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27 den
Querschnitt der Photovoltaikanlage gemäß der dritten
Ausführungsform in nahezu maximaler Schwenkstellung;
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28 eine
perspektivische Ansicht einer Photovoltaikanlage gemäß einer
vierten Ausführungsform;
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29 eine
teilweise Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Photovoltaikanlage gemäß der vierten Ausführungsform
in minimaler Schwenkstellung (Ausrichtung wenn Sonne im Zenit);
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30 eine
Draufsicht der Photovoltaikanlage gemäß der vierten
Ausführungsform;
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31 die
Ansicht einer Stützpfostenordnung gemäß der
vierten Ausführungsform in vergrößertem
Maßstab;
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32 den
Querschnitt der Photovoltaikanlage gemäß der vierten
Ausführungsform;
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33 eine
der 28 ähnliche Seitenansicht der erfindungsgemäßen
Photovoltaikanlage gemäß der vierten Ausführungsform
in nahezu maximaler Schwenkstellung;
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34 den
Querschnitt der Photovoltaikanlage gemäß der vierten
Ausführungsform in nahezu maximaler Schwenkstellung; und
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35 das
Detail einer Lagerung des Führungskörpers am Gestell
gemäß der vierten Ausführungsform.
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Im
Folgenden werden vier Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Photovoltaikanlage beschrieben. Der allgemeingültige Aufbau
der Photovoltaikanlage, bestehend aus einer Reflektormodulanordnung,
die über Spannseilzüge zwischen Führungskörpern
gespannt ist, die dem Sonnenstand nachführt ist und durch
stabile Unterbauten und Spannseile in ihrer Position geführt
ist, wird anhand einer ersten Ausführungsform beschrieben.
Darüber hinaus gehende Merkmale sowie vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung werden in den weiteren Ausführungsformen
beschrieben, wobei auf die weitere Erläuterung zu bereits
as der ersten Ausführungsform bekannten Merkmalen verzichtet
wird.
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1 zeigt
in einer schematischen Teilansicht den Aufbau einer erfindungsgemäßen
Photovoltaikanlage, wie sie bei Großanlagen zur Gewinnung
von Solarenergie zum Einsatz kommen soll. Eine Gesamtanordnung der
Solaranlage ist schematisch in 13 gezeigt,
auf die schon hier Bezug genommen werden soll.
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Die
Solaranlage, von der in 13 nur
ein von einem randseitigen Führungskörper 40 zu
einem ersten Zusatz-Führungskörper 40Z laufender
Abschnitt gezeigt ist, erstreckt sich mit einer Länge L, die
einige 100 m betragen kann, und über eine variable Breite
B, die – den örtlichen Gegebenheiten angepasst – ebenfalls
beträchtlich sein kann. Sie ist aus im Wesentlichen linearen,
parallel zueinander ausgerichteten Photovoltaikanlage- Modulen 20 mit
Reflektor-Rinnen-Anordnungen 22 und linearen Photovoltaikelementen 28 zusammengestellt,
die in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet sind. Die Solaranlage
wird in Gegenden mit hoher Sonneneinstrahlunsrate, wie z. B. in
Wüstengegenden, vorzugsweise in Gegenden niedriger Breitengrade
aufgestellt, so dass zur Sicherstellung einer ausreichenden Energieausbeute
eine einachsige Nachführung um die Erstreckungs-Längsachse
LAE ausreicht.
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Die
Besonderheit der Solaranlage besteht in der Art und Weise, wie die
Reflektor-Rinnen-Anordnungen 22 und linearen Photovoltaikelemente 28 aufgebaut,
stabilisiert und dem Sonnenstand entsprechend nachgeführt
werden. Zur Beschreibung der Einzelheiten eines ersten Ausführungsbeispiels wird
auf die 1 bis 9 Bezug
genommen.
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Im
Einzelnen weist jeder Photovoltaikanlage-Modul 20 eine
Reflektor-Rinnen-Anordnung 22 auf, die von einer Reflektormodulanordnung 26 in Form
einer Vielzahl fluchtend aneinander gereihter, fokussierender Reflektormodule 26-1 bis 26-n gebildet
ist, eine sich im Fokus der Reflektormodulanordnung 26 erstreckende
lineare Energiewandleranordnung 24 in Form der linear ausgerichteten
Silicium-Solarzellen-Photovoltaikelemente 28, und eine die
Reflektormodulanordnung 26 und die Photovoltaikelemente 28 entsprechend
dem Sonnenstand positionierende Nachführvorrichtung. Die
Reflektormodule 26 und die Photovoltaikelemente 28,
die beispielsweise von Photovoltaikelement-Segmenten 28-1 bis 28-n gleicher
oder einer x-fachen Länge wie die der Reflektormodule 26-1 bis 26-n gebildet
sind, werden von einer unter Zugspannung stehenden Seilanordnung
getragen und stabilisiert.
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Die
Seilanordnung weist zumindest zwei, im gezeigten ersten Ausführungsbeispiel
der 1 bis 9, drei parallel zueinander
verlaufende Spannseilzüge 30, 32, 34 auf,
welche an beiden Enden der Photovoltaikanlage 20 – in
den Figuren ist nur ein Ende der Photovoltaikanlage dargestellt – durch senkrecht
zur Seilanordnung angeordnete Führungskörper 40 verlaufen.
Die Führungskörper 40, die bei dem gezeigten
Ausführungs beispiel die Form von zu Kreisringsegmenten
gebogenen Doppel-T-Trägern mit einem Steg und zwei Segmentringbändern
haben, sind zur Nachführung der Reflektormodule 26 und
der Photovoltaikelemente 28 synchron um eine Achse 42 antreibbar,
die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit dem Mittelpunkt
des Kreisringsegments zusammenfällt. Die Spannseilzüge 30, 32, 34 werden
vorzugsweise von Stahlseilen gebildet.
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Wie
aus 2 und 8 ersichtlich, weist der Führungskörper 40 für
die Spannseilzüge 30, 32 und 34 eine
entsprechende Zahl von in fester Lagebeziehung zueinander stehenden
Mitnahmepunkten 42, 44, 46 auf. Der Führungskörper 40 in
Form des Kreisringsegments, ist über eine Rollenlageranordnung
in der Ausgestaltung zweier von im Seitenabstand zueinander stehenden
Stützrollen 48 über das äußere
Segmentringband 52 auf einem Gestell 49 schwenkbar
abgestützt und kann somit auf dem Gestell 49 abwälzen.
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Um
den Führungskörper zusätzlich zu stabilisieren,
ist jeder Stützrolle 48 eine Gegenhalterolle 50 oder
ein Gegenhalterollenpaar zugeordnet, so dass das äußere
Segmentringband 52 des Führungskörpers 40 in
einem Spalt 54 zwischen den Rollen 48 und 50 geführt
ist.
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Zum
Spannen der Spannseilzüge 30, 32, 34 sind
diese vom Führungskörper 40 ausgehend
zu einem Verankerungspunkt 60 an einem Fundament 61 geführt,
der zum benachbarten Führungskörper 40 in einem
seitlichen Mindestabstand AM angeordnet ist, dessen Bedeutung weiter
unten näher erläutert ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
der 1 bis 9 laufen Spannseilabschnitte 30S, 32S, 34S im
Wesentlichen in einem Spannpunkt 62 zusammen, der von einer
Ankerplatte 64 gebildet ist, die Seilkupplungen 66 tragen.
Die Seilkupplungen 66 sind z. B. so ausgebildet, dass die
Länge der einzelnen Spannseilabschnitte 30S, 32S, 34S individuell einstellbar
ist.
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Eine
weitere Besonderheit der Ausführungsform der 1 bis 9 besteht
noch darin, dass der Spannpunkt 62 am oberen Ende einer
Pendel-Stützpfostenanordnung 68 liegt, die entweder
einen einzelnen Stützpfosten oder ein Stützpfostenpaar
aufweisen kann, das sich am Fundament 61 vorzugsweise begrenzt
elastisch nachgiebig abstützt. Auf einer Seite der Stützpfostenanordnung 68 greifen
somit die Spannseilabschnitte 30S, 32S, 34S an
und auf der anderen Seite ein Verankerungsseil 70 angreift,
das unter Spannung zu Fundament 61 läuft.
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In
die Spannseilanordnung, vorzugsweise zwischen dem Fundament 61 und
dem Führungskörper 40 kann zumindest
eine Feder-Dämpfungseinheit 74 eingegliedert sein.
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Wie
aus den 1, 3 und 4 ersichtlich,
tragen die Spannseilzüge 30, 32, 34 die
Reflektormodule 26-1 bis 26-n, die in Leichtbauweise
ausgeführt sind, so dass von einer Art von „Solarsegeln" gesprochen
werden kann. Sie können von flexiblen Spiegelfolien gebildet
sein, die dann in geeigneten Führungskörpern laufen,
welche an den Spannseilzügen 30, 32, 34 hängen,
oder sie bestehen aus in eine bestimmte Form gebrachten Trägerelementen 72,
auf die eine Spiegelfolie 76 aufgebracht ist. Die Trägerelemente 72 können
z. B. aus faserverstärktem, wie z. B. glasfaserverstärktem
Kunststoff bestehen und sie können ebenfalls Foliengestalt
haben.
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Wie
sich im Einzelnen aus den 2 und 7 ergibt,
sind die Trägerelemente 72 randseitig mit einem
Flansch 73 ausgestattet, der als Kopplungsabschnitt zu
den zugehörigen Spannseilzügen 30, 32, 34 und
zu benachbarten Trägerelementen 72 dient. Die
Kopplung erfolgt im Einzelnen über eine zweiteilige Seilklemme 78,
deren inneres Teil 78RI einen Radialsteg 79 trägt, über
den die Flansche 73 miteinander verschraubbar und damit
gleichzeitig am betreffenden Spannseilzug 30, 32 bzw. 34 befestigbar
sind.
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Zusätzlich
können die Radialstege 79 über einen – nicht
näher gezeigten und sich im Wesentlichen entlang der Parabolform
der Reflektoroberfläche erstreckenden – kreisbogenförmig
verlaufenden Segmentring miteinander verbunden sein, wodurch sich
eine größere Stabilität erzielen lässt. Über
den Segmentring kann dann an zusätzlichen Stellen 83 (vgl. 1 und 5)
eine Kopplung benachbarter Reflektormodule 26 erfol gen,
indem die Ringflansche 73 – wie in 7 gezeigt – miteinander
verschraubt werden. Es ist jedoch gleichermaßen möglich,
diese mittelbare Kopplung benachbarter Reflektormodule 26 über
einen Segmentring 52 des Stabilisators 57 durch
eine direkte Kopplung zu ersetzen, wobei hier kraft- oder formschlüssige
Verbindungen anwendbar sind.
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Bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel haben die parabolrinnenförmigen
Reflektormodule 26 die Querschnittsform eines Kreisringsegments,
dessen Mittelpunkt im Wesentlichen mit dem Mittelpunkt 42 des
Kreisringsegments der Führungskörper 40 zusammenfällt
(siehe 2). Die von der Spiegelfolie 76 gebildete
Spiegelfläche erstreckt sich allerdings über einen
geringeren Zentriwinkel als das Kreisringsegment der Führungskörper 40.
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Die
Spannseilzüge 30, 32, 34 tragen
neben den Reflektormodulen 26 auch die Photovoltaikelemente 28,
und zwar bei dem Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 9 unmittelbar,
indem die Befestigungsanordnung für ausgewählte
Reflektormodule 26 genutzt wird. Zu diesem Zweck sind an
ausgewählten Stellen die Radialstege 79 zu Speichen 80 verlängert,
die an einer Befestigungsplattform 82 für die
Photovoltaikelement-Segmente 28-1 bis 28-n zusammenlaufen.
Die Speichen 80 und die Befestigungsplattform 82 bilden
auf diese Weise zusammen mit den Seilklemmen 78 Stabilisatoren 77 für
die Photovoltaikanlage aus. Im Bereich der Befestigungsplattform 82 erfolgt
auch die nicht näher gezeigte elektrische Verbindung der
Photovoltaikelemente 28-1 bis 28-n. Die Befestigungsplattform 82 ist so
positioniert, dass das darauf fixierte Photovoltaikelement 28 im
Wesentlichen in dem Bereich zu liegen kommt, in dem die parallel
zur Symmetrieachse ASY des Reflektormoduls 26 einfallenden
Sonnenstrahlen auf das zumindest 10-fache fokussiert werden.
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Auch
die Photovoltaikelemente 28 sind vorzugsweise möglichst
leicht gebaut. Hierzu können die Silicium-Solarzellen auf
Leichtbau-Kühlkörpern aufgebracht werden, die
den Photovoltaikelementen 28 gleichzeitig eine ausreichende
Stabilität geben, so dass eine Struktur entsteht, die sich
unter dem Einfluss der Schwerkraft selbst bei Modullängen
von einigen Metern nicht übermäßig durchbiegt
und die Solarzellen nicht spürbar aus dem Fokusbereich
heraus verlagert.
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Um
die Reflektormodule 26 und damit auch die Silicium-Solarzellen-Photovoltaikelemente 28 unabhängig
vom Sonnenstand optimal dem Sonnenlicht auszusetzen, d. h. dem Sonnenstand
nachzuführen, werden die Führungskörper 40 synchron
angetrieben. Zu diesem Zweck trägt das Gestell 49 – wie
am besten aus 8 ersichtlich – eine
vorzugsweise mit einem Getriebemotor ausgestattete Antriebseinheit 84 mit
einem Antriebsritzel 86, das mit einer Zahnstange 88 kämmt,
die vom äußeren Segmentring 52 des Führungskörpers 40 getragen
ist. Dadurch werden die Führungskörper 40 zu
beiden Seiten der Photovoltaikanlage 20 langsam verschwenkt,
wobei über die Spannseilzüge 30, 32, 34 die
Reflektormodule 26 und Photovoltaikelemente 28 mitgenommen
werden. Die Sonnenstrahlen fallen demnach ständig parallel
zur Symmetrieachse ASY ein und beaufschlagen die Photovoltaikelemente 28 mit
maximaler Lichtenergie.
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In
den 1 bis 3 ist die Ausrichtung der Führungskörper 40 und
demnach auch der Reflektormodule 26 zu dem Zeitpunkt gezeigt,
zu dem die Sonne im Zenit steht. Die 4 und 5 zeigen die
Ausrichtung bei nahezu größtmöglichem
Verschwenkwinkel von beispielsweise +60°, wenn die Sonne
vormittags oder nachmittags noch etwa 30° über
dem Horizont steht.
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Man
erkennt aus den 2 und 5, dass sich
beim Verschwenken der Führungskörper 40 auch
die Lage der Mitnahmepunkte 42, 44, 46 für
die Spannseilzüge 30, 32, 34 verändert,
während jedoch der Verankerungspunkt 60 quasi
stationär bleibt. Die damit einhergehenden, und für
die einzelnen Seilzüge unterschiedlichen Spannkraftveränderungen
können zum Teil durch die Feder-Dämpfungseinheit 74 bzw.
Elastizitäten der Spannseilzüge 30, 32, 34 ausgeglichen
werden, zum anderen dadurch, dass der oben beschriebene Abstand
AM des Verankerungspunkts 60 vom Führungskörper 40 so
ge wählt ist, dass sich die jeweilige Länge des
Spannseilabschnitts 30S, 32S, 34S bei
dessen Nachführung nicht über einen vorbestimmten
Schwellwert hinaus ändert. Die Stützpfostenanordnung 68 kann
dann, wenn sie die Funktion eines Pendelpfostens erhält, diese
Längenänderungen zusätzlich verkleinern.
Der Abstand AM kann beispielsweise bei ca. 20 m liegen. Zusätzlich
können die Führungskörper 40 mit
Gleitlagern versehen werden, welche eine laterale Bewegungsmöglichkeit
von bis zu 10 cm erlaubt.
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Da
die Photovoltaikelemente 28 mit niedrig-fokussierenden
Reflektormodulen 26 zusammenwirken, ergibt sich auch dann
noch eine wirtschaftliche Energieausbeute, wenn einerseits eine
beispielsweise durch Wind oder Schwerkraft verursachte Verlagerung
des Photovoltaikelemente 28 aus dem Fokusbereich innerhalb
bestimmter Grenzen liegt oder andererseits eine Winkelabweichung
der Nachführung über die Länge des gesamten
Photovoltaikanlage-Moduls 20 eine begrenzte Toleranz von
ca. 2° hat. Diese Winkelabweichung ist aufgrund der Seilspanntechnik
mittig zwischen den Führungskörpern 40 am
größten. Die Winkelabweichung wird also mit zunehmendem
Längsabstand zwischen den Führungskörpern 40 größer.
Auch witterungsbedingte Einflussfaktoren, wie starke Windgeschwindigkeiten,
können zur Vergrößerung der Winkelabweichungen
beitragen.
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Zur
Verringerung der Winkelabweichungen können Zusatz-Verspannungsseile 98 vorgesehen sein,
die an geeigneten Punkten der Seilanordnung, vorzugsweise am Verankerungspunkt 60,
am Spannpunkt 62, am Führungskörper 40 und/oder
an einer Seilklemme 78 des von den Speichen 80 und
der Befestigungsplattform 82 gebildeten Stabilisators 77 angreifen.
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Um
diese Winkelabweichungen zu minimieren, können ausgewählte,
vorstehend beschriebene Stabilisatoren 77, die von den
Seilklemmen 78, den Speichen 80 und der Befestigungsplattform 82 gebildet
sind, ebenfalls mit einem Antrieb ausgestattet werden, der synchron
mit dem Antrieb für die Führungskörper 40 gesteuert
wird. In diesem Fall wird ein Segmentring, der zur Erhöhung
der Stabilität der Stabilisatoren 77 und der Ge samtanordnung
die Speichen 80 miteinander verbinden kann, außenseitig
mit einer Zahnstange ausgestattet, die von einer stationären
Antriebseinheit angetrieben wird.
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Es
ist auch möglich, mit einem oder mehreren Zusatz-Führungskörpern 40Z zu
arbeiten, die – insbesondere bei besonders großen
Längserstreckungen der Photovoltaikanlage-Module 20 – in
regelmäßigen Längsabständen
in den Photovoltaikanlage-Modul 20 eingebaut sind und im übrigen
genauso aufgebaut und angetrieben sind wie die Führungskörper 40.
In den 1, 3 und 4 ist ein
solcher Zusatz-Führungskörper 40Z gezeigt.
Er kann vom Führungskörper 40 beispielsweise
einen Abstand von 50 bis 100 m haben.
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Die
Spannseilzüge 30, 32, 34 können
von einem Führungskörper 40 bis zum anderen
durchgängig sein. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind
die Spannseilzüge 30, 32, 34 allerdings
an den Zusatz-Führungskörpern 40Z unterbrochen,
was der Einzelheit gemäß 6 entnehmbar
ist. Vom Zusatz-Führungskörper 40Z der
Photovoltaikanlage steht zu beiden Seiten im Bereich der Mitnahmepunkte 42, 44, 46 ein
Zugteil 92, beispielsweise ein Seilabschnitt, vor, das
jeweils lösbar an eine Seilkupplung 90 angeschlossen
ist.
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Vorstehend
ist ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem drei Spannseilzüge 30, 32, 34 vorgesehen
sind, die in einer zur Erstreckung der Spannseilzüge senkrechten
Ebene betrachtet im Wesentlichen im Scheitelpunkt und im Bereich
der beiden Endbereiche der Reflektorfläche liegen. ES soll jedoch
hervorgehoben werden, dass die Spannseilzüge 30, 32, 34 auch
an anderen Positionen bezüglich der Ausrichtung der Reflektormodule 26 angeordnet
werden können, was insbesondere dann zur Anwendung kommt,
wenn eine nicht-zentrische Aufspannung der Photovoltaikelemente
bezüglich der Reflektormodule 26 gewählt
wird, um das sogenannte Verschattungsproblem zu umgehen.
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Die
vorstehend beschriebene Photovoltaikanlage ist für unterschiedlichste
Dimensionierungen geeignet, beispielsweise schon für Anlagen
von 10 bis 20 m Gesamtlänge. Be sonders wirtschaftlich kann
sie betrieben werden, wenn die Gesamtlänge des Photovoltaikanlage-Moduls 20 mehrere
100 m beträgt, dessen Höhe bei einigen Metern
liegt und die Länge der Reflektormodule 26 und/oder
der Photovoltaikelemente 28 im Bereich zwischen 0,5 und
3 m liegt.
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Mit
der vorstehend beschriebenen Solaranlage wird gleichzeitig ein neues
Verfahren zum Nachführen einer Photovoltaikanlage geschaffen,
das für sich den Gegenstand einer Erfindung bildet, insbesondere
wenn es mit einem Photovoltaikanlage-Modul 20 betrieben
wird, der vorstehend erläutert wurde. Die Besonderheit
besteht darin, dass Reflektormodule, die in einer unter Spannung
stehenden Seilanordnung angebracht sind, durch ein Führungskörperpaar
nach dem Sonnenverlauf so ausgerichtet werden, sodass jederzeit
im Fokus der Kollektoren ein bestmöglicher Wirkungsgrad
der Photovoltaikelemente erreicht wird.
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In 10 ein
weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, das sich allerdings
lediglich hinsichtlich der Verankerung der Spannseilzüge 130, 132, 134 vom Ausführungsbeispiel
der 1 bis 9 unterscheidet. Zur Vereinfachung
der Beschreibung sind diejenigen Komponenten der Anlage, die den
Bauteilen des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels entsprechen,
mit ähnlichen Bezugszeichen versehen, denn aber eine „1"
vorangestellt ist. Die Spannseilabschnitte 130S, 132S, 134S laufen
bei diesem Ausführungsbeispiel direkt zum Verankerungspunkt 160 am
Fundament 161.
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Unter
Bezug auf die 11 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines niedrig fokussierenden Photovoltaikmoduls 226 beschrieben.
Die Besonderheit besteht zum einen darin, dass dieser Photovoltaikmodul 226 einen
asymmetrischem Fokus hat. Außerdem trägt der Reflektormodul,
der von einem geschäumten Kunststoffteil mit Spiegelbeschichtung gebildet
ist, gleichzeitig die Photovoltaikelemente 228. Wie skizziert,
benötigt dieser Photovoltaikmodul 226 nur eine
Fixierung über zwei Spannseile, die durch Öffnungen 194 verlaufen.
Da es sich bei den Photovoltaikmodulen 226 um eine selbsttragende Hohlstruktur
oder Hohlschaumstruktur handelt, liegt der Vorteil einer solchen Konstruktion
in der einfacheren Montage der PV-Module sowie in der Möglichkeit, die
Spiegelwand oder Spiegelrückwand als Kühlelement
für das Modul zu verwenden. Allerdings benötigt
diese Variante durch die schräge Anstellung des Spiegels
zum einfallenden Licht bei gleicher Leistung eine etwas größere
Spiegelfläche.
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Schließlich
zeigt 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel
mit einem modifizierten Antrieb der Führungskörper,
die hier mit 340 bezeichnet sind. Anstelle eines Zahnradantriebs
wird hier eine Hydraulik-Antriebseinheit 384 verwendet,
die die Schwenkbewegung der auf Rollen 348 gelagerten Führungskörper 340 bewirkt.
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Der
besondere Vorteil der vorstehend beschriebenen Anlage besteht darin,
dass die Konstruktionskosten speziell bei großen Solar-Kraftwerken
drastisch sinken. Entscheidend ist die Kombination von niedrig-fokussierenden
Reflektormodulen mit konventioneller Silicium-Solarzellen-Photovoltaik-Technologie.
Weil die Produktionskosten einer für eine 10-fach-Konzentration
optimierte Solarzelle im Wesentlichen gleich hoch wie für
eine Solarzelle für Einfachkonzentration sind, kann der
auf die Ausgangsleistung bezogene Modulpreis um das 10-Fache verringert
werden. Die zu erwartenden Produktionskosten eines erfindungsgemäßen
Solarspiegel-Segels wird auf etwa 0,25 EUR/Wp geschätzt, was
erheblich unter dem Kostenaufwand für Glasspiegel-Technologie
liegt. Weil schließlich die Führungskörper
bzw. „Tracker" für die Nachführung der Photovoltaikanlage-Module
nur in sehr großen Abständen von beispielsweise
200 m angeordnet werden müssen, können die Konstruktionskosten
weiter herabgesetzt werden, wobei mit geschätzten 0,30 EUR/Wp
gerechnet wird. Es ist zu erwarten, dass die Gesamt-Produktionskosten
der erfindungsgemäßen Solaranlage um etwa 50%
niedriger als bei herkömmlichen Solar-Kraftwerken liegen
werden.
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Ausführungsbeispiel
2 zeigt eine erfindungsgemäße Photovoltaikanlage
die nach dem gleichen Prinzip wie Ausführungsbeispiel 1
nachgeführt ist. Die in 14 gezeigten
Spannseilzüge 530, 532, 534, 536 verlaufen
dabei polygonzugartig von einem Stabilisator 577 zum nächsten,
wobei ein erstes Spannseil einem zweiten Spannseil so zugeord net ist,
dass in der Draufsicht gesehen ein erstes parabelförmiges
Paar von Spannseilzügen 530, 532 und ein
zweites Paar von Spannseilzügen 534, 536 entsteht,
deren Spannseilzüge sich jeweils an ihren Scheitelpunkten
annähern und zu ihren Enden hin gesehen immer weiter von
einander beabstandet sind. Durch diese Anordnung der Spannseilzüge 530, 532, 534, 536 wird
die Reflektormodulanordnung 26 mit Vorspannung beaufschlagt,
die den wirkenden Gewichtskräften der Reflektormodulanordnung 26 entgegenwirken
und zu einer geringeren Winkelabweichung beitragen, so dass die
geometrische Form der Photovoltaikanlage weitestgehend beibehalten
wird.
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Darüber
hinaus sind aus der Statik verschiedene seilbasierende Trage- und
Stabilisierungssysteme bekannt. Beispielsweise verbindet beim Jawerth-Seilbinder
ein Zwischenseil das Tragseil mit einem Spannseil, so dass das Tragseil
mit Vorspannung beaufschlagt ist. Wird das Tragseil nun mit Gewichtskraft
belastet, so behält es weitestgehend seine geometrische
Form bei, da das Spannseil der zusätzlich eingeleiteten
Kraft entgegenwirkt.
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Die
von den vier Spannseilzügen 530, 532, 534, 536 getragenen
Segmentringe 552 bilden zum einen eine Aufnahme für
den Stabilisator 577, der bestehend aus einer Mehrzahl
von Speichen 80 eine Speichenanordnung bildet, die an einem
gemeinsamen Ende der Speichen 80 einen Halter 82 für
das Photovoltaikelement 28 trägt. Insbesondere
die Speichenanordnungen der am Anfang und Ende der Reflektormodulanordnung 26 befindlichen
Stabilisatoren 577 weisen eine zusätzliche Speiche 581 zur Querverstrebung
auf.
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Des
Weiteren befinden sich an den Segmentringen Befestigungsaufnahmen
für die Reflektormodule 26-1 bis 26-n.
Diese Reflektormodule 26-1 bis 26-n bilden zusammen
mit den Segmentringen 552, dem Stabilisator 577 und
dem Halter 82 für Photovoltaikelemente 28 die
von den Spannseilen 530, 532, 534, 536 getragene
Reflektormodulanordnung 26, welche über weitergeführte
Spannseile 530, 532, 534, 536 an
schwenkbare Führungskörper 40 befestigt
ist. Dabei übertragen drei Spannseilabschnitte 530S, 532S, 534S die
Spannseilkräfte der Spannseilzüge 530, 532, 534, 536 auf
eine Stützpfostenanordnung 568.
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In
den 15, 16 und 17 werden die
zur Aufnahme der Gewichtskräfte nach dem Jawerth-Seilbinderprinzip
vorgespannten Spannseilzüge 530, 532, 534, 536 gezeigt,
welche vom Führungskörper 40 her startend
polygonzugartig von einem Segmentring 552 zum Nächsten
gespannt sind und sich dabei dem Mittelpunkt der Photovoltaikanlage
nähernd auch in ihrem Abstand zueinander nähern,
so dass parabelförmige Spannseilzugpaare 530, 532 und 534, 536 entstehen,
die mittels Seilspannern 90, 92 an einem Führungskörper 40 befestigt
sind. In diesem Ausführungsbeispiel werden drei Spannseilabschnitte 530S, 532S, 534S mittels
Seilklemmen 90, 92 an den Führungskörper 40 befestigt, um
so die wirkenden Spannseilkräfte über Seilkupplungen 66 in
die Stützpfostenanordnung 568 einfließen
zu lassen.
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Neben
der aus dem Ausführungsbeispiel 1 bekannten Nachführung
mittels Zahnradantrieb zeigt 18 den
Querschnitt einer erfindungsgemäßen Photovoltaikanlage,
deren Segmentring 552 über Seilklemmen 78 an,
in 18 vom Führungskörper 40 verdeckt,
Spannseilzügen 530, 532, 534, 536 befestigt
ist. An diesem Segmentring 552 sind auch die Speichen 80 eines
Stabilisators 577 befestigt, die an einem gemeinsamen Punkt
der Speichenanordnung eine Befestigungsplattform 82 tragen,
auf der ein Photovoltaikelement 28 befestigt ist. Zur Aussteifung, besonders
der am Rand befindlichen Stabilisatoren 577 und Segmentringe 552,
befindet sich eine zusätzliche Speiche 581, die
eine Stabilisierung der kreisbogenförmigen Querschnittsform
der Reflektormodule 26-1 bis 26-n unterstützen
soll.
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In 19 ist
ein Spannseilzug 530, 532, 534, 536 zu
sehen, an dem eine Seilklemme 578, unterstützt
durch ein inneres Teil 78R1 und einen Radialsteg 79,
einen Segmentring 552 befestigt. Der im Querschnitt winkelförmige
Segmentring 552 weist einen zur Aufnahme des Reflektormoduls 26 bestimmten
Bereich auf, in dem die Reflektormodule 26-1 bis 26-n getragen
und stabilisiert werden.
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Die
folgenden 20 und 21 zeigen
die erfindungsgemäße Photovoltaikanlage in nahezu maximaler
Schwenkstellung, wobei in 20 nochmals
die polygonzugartigen Spannseilzüge 530, 532, 534, 536 zu
sehen sind, die zur Aufnahme der wirkenden Gewichtskräfte
nach dem Jawerth-Seilbinderprinzip verspannt sind, und die wirkenden
Seilzugkräfte über die Spannseilabschnitte 530S, 532S und 534S an
die Stützpfostenanordnung 568 weitergeben. Dazu
wird, wie in 21 zu sehen, der Führungskörper 40 mittels
einer Zahnradanordnung nachgeführt, wodurch die am Führungskörper 40 befestigten
Spannseilzüge 530, 532, 534, 536 mitgeschwenkt
werden, an denen die Reflektormodule 26-1 bis 26-n befestigt
sind. Über den zusätzlich am Segmentring 552 befestigten
Stabilisator 577, dessen Speichen 80 eine Halterung 82 für
das Photovoltaikelement 28 tragen, wird das Photovoltaikelement 28 zusammen
mit der auf den Sonnenstand ausgerichteten Reflektormodulanordnung 26 nachgeführt.
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Das
dritte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Photovoltaikanlage zeigt in der 22 vier
Spannseilzüge 630, 632, 634, 636,
die polygonzugartig zwischen den Speichen 80 eines dadurch
getragenen Stabilisators 677 führen, wobei jeder
Stabilisator 677 Segmentringe 652 aufweist, an denen
Reflektormodule 26-1 bis 26-n befestigt sind. Die
Spannseilzüge 630, 632, 634, 636 enden
an dreieckigen Führungskörpern 640, die
mittels Lagerzapfen 648 an einem Gestell 649 drehbar
gelagert sind, wobei die Spannkräfte über Spannseilabschnitte 630S, 632S und 634S an
dem Stützpfosten 668 abfließen.
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Die
von den Spannseilzügen 630, 632, 634, 636 getragenen
Stabilisatoren 677, bestehend aus einer Mehrzahl von Speichen 80,
die an einem gemeinsamen Ende der Speichen 80 einen Halter 82 für
das Photovoltaikelement tragen, bilden eine Aufnahme für
den Segmentring 652, an dem sich Befestigungsaufnahmen
für die Reflektormodule 26-1 bis 26-n befinden.
Diese Reflektormodule 26-1 bis 26-n bilden zusammen
mit den Segmentringen 652, dem Stabilisator 677 und
dem Halter 82 für Photovoltaikelemente 28 die
von den Spannseilen 630, 632, 634, 636 getragene
Reflektormodulanordnung 26, welche über weitergeführte
Spannseile 630, 632, 634, 636 an
schwenkbare Führungskörpern 640 befestigt
ist. Dabei übertragen drei Spannseilabschnitte 630S, 632S und 634S die
Spannsseilkräfte der Spannseilzüge 630, 632, 634, 636 auf
eine Stützpfostenordnung 668.
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In
den 23 und 24 werden
die zur Aufnahme der Gewichtskräfte nach dem Jawerth-Seilbinderprinzip
vorgespannten Spanseilzüge 630, 632, 634, 636 gezeigt,
welche vom Führungskörper 640 her beginnend
polygonzugartig von einem Stabilisator 677 zum Nächsten
gespannt sind. Dabei weist die Speiche 80 zwei Aufnahmen
oder Befestigungspunkte für zwei Seile auf, deren Abstand
zu einander veränderlich ist. Dieser Abstand der Befestigungspunkte
an einer Speiche 80 verringert sich je näher die
Speiche 80 am Symmetriepunkt der Reflektormodulanordnung 26 ist.
Dadurch entstehen zwei parabelförmige Spannseilzüge
deren Abstand zu einander im Bereich der Führungskörper 640 groß und
der Mitte der Anlage gering ist. Die an den Spannseilzügen
wirkenden Vorspannkräfte sowie die wirkenden Gewichtskräfte
der Reflektormodulanordnung 26 werden an eine Stützpfostenanordnung 686 abgegeben.
Dazu sind die Spannseile 630, 632, 634, 636 über
Seilklemmen 90, 92 an Führungskörpern 640 befestigt,
die wiederum über drei Spannseilabschnitte 630S, 632S und 634S an
der Stützpfostenanordnung 668 befestigt sind.
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Die 22, 23 und 24 zeigen
außerdem die Möglichkeit, dass mehrere Reflektormodulanordnungen 26 hintereinander
angeordnet sein können und über Führungskörper 640 und
Gestelle 649 gelagert sind, wobei die Drehbewegung der
Reflektormodulanordnung 26 während der Nachführung von
einer Reflektormodulanordnung 26 zur nächsten übertragen
werden kann oder die Reflektormodulanordnungen 26 separat
und synchron angetrieben werden können.
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25 zeigt
den gegenüber den Ausführungsbeispielen 1 und
2 modifizierten Führungskörper 640, dessen
dreieckige Grundform einseitig die Spannseilzüge 630, 632, 634 und 636 aufnimmt,
wobei diese in einem möglichst großen Abstand
zu einander befestigt sind, indem sich die erste Befestigung eines
Seilpaares am äußersten Punkt der Basis des Dreiecks
und der zweite Befestigungspunkt im Bereich der Höhe des
dreieckigen Grundkörpers befindet. Auf der gegenüberliegenden
Seite des Führungskörpers 640 sind die
drei Spannseilabschnitte 630S, 632S und 634S angebracht,
die zu den Stützpfosten 668 führen. Die
dreieckige Grundform des Führungskörpers 640 wird
vorzugsweise im Schwerpunkt der Reflektormodulanordnung 26 gelagert,
in dem ein Lagerzapfen 648 Höhe des Führungskörpers 640 befestigt
ist. Dieser Zapfen ist drehbar an einem Gestell 649 befestigt,
an dem sich auch ein elektrischer Antrieb 84 befindet,
der über einen Ketten- oder Zahnriementrieb den Lagerzapfen 648 und
somit den Führungskörper 640 mit der
daran befestigten Reflektormodulanordnung 26 dem Sonnenstand nachführt.
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Die
folgenden 26 und 27 zeigen
die erfindungsgemäße Photovoltaikanlage in nahezu maximaler
Schwenkstellung, wobei in 26 nochmals
die polygonzugartigen Spannseilzüge 630, 632, 634, 636 zu
sehen sind, die zur Aufnahme der wirkenden Gewichtskräfte
nach dem Jawerth-Seilbinderprinzip verspannt sind und die wirkenden
Seilzugkräfte über die Spannseilabschnitte 630s, 632s und 634s an
die Stützpfostenanordnung 686 weitergeben. Dazu
wird, wie in 27 zu sehen, der Führungskörper 640 mittels
eines elektrischen Antriebs 84 nachgeführt, wodurch
die am Führungskörper 640 befestigten
Spannseilzüge 630, 632, 634, 636 mitgeschwenkt
werden, an denen die Reflektormodule 26-1 bis 26-n befestigt
sind. Über den zusätzlich am Segmentring 652 befestigten
Stabilisator 677, dessen Speichen 80 eine Halterung 82 tragen,
wird das Photovoltaikelement 28 zusammen mit der, dem Sonnenstand
ausgerichteten Reflektormodulanordnung 26, nachgeführt.
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Das
vierte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Photovoltaikanlage zeigt in der 28 zwei
Spannseilzüge 730, 732, die auf einer durch
den Schwerpunkt führenden Ebene liegen, die polygonzugartig
von Stabilisator 777 zu Stabilisator 777 führen.
Jeder Stabilisator 777 trägt Segmentringe 752,
an denen Reflektormodule 26-1 bis 26-n befestigt
sind. Die Spannseilzüge 730, 732 enden
an dreieckigen Führungskörpern 740, die mittels Lagerzapfen 748 an
einem Gestell 749 drehbar gelagert sind, wobei die Spannseilkräfte über
die zwei Spannseilabschnitte 730S, 732S in den
Stützpfosten 768 einfließen.
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Die
von den Spannseilzügen 730, 732 getragenen
Stabilisatoren 777, bestehend aus einer Mehrzahl von Speichen 80,
weisen an einem gemeinsamen Ende der Speichen 80 eine Halterung 82 auf,
die das Photovoltaikelement 28 trägt. Insbesondere
die Stabilisatoren 777 am Anfang und Ende der Reflektormodulanordnung 26 weisen
eine zusätzliche Speiche zur Querverstrebung auf. Der Stabilisator 777 besteht
somit aus einer Traverse 781 und einer dazu senkrecht verlaufenden
Strebe 780, die am oberen Ende eine Halterung 82 für
ein Photovoltaikelement 28 und am unteren Ende einen Spannseilangriffspunkt
aufweist, wobei am Stabilisator 777 ein Segmentring 752 zur
Aufnahme eines Reflektormoduls 26-1 bis 26-n befestigt
ist. Diese Module 26-1 bis 26-n bilden zusammen
mit dem Segmentringen 752, den Stabilisator 777 und
der Halterung 82 für Photovoltaikelemente 28 die
von den Spannseilen 730, 732 getragene Reflektormodulanordnung 26,
welche über weiter geführte Spannseile 730, 732 an schwenkbaren
Führungskörpern 740 befestigt ist. Dabei übertragen
die zwei Spannseilabschnitte 730S, 732S die Spannseilkräfte
der Spannseilzüge 730, 732 auf eine Stützpfostenanordnung 768.
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In
den 29, 30 und 31 werden die
zur Aufnahme der Gewichtskräfte nach dem Jawerth-Seilbinderprinzip
vorgespannten Spannseilzüge 730, 732 gezeigt,
welche vom Führungskörper 740 her beginnend
polygonzugartig auf einer durch den Schwerpunkt führenden
Ebene von einem Stabilisator 777 zum nächsten
gespannt sind und sich dabei dem Mittelpunkt der Photovoltaikanlage
in der Art nähern, dass sich ein parabelförmiger
Spannseilzug 730, 732 bildet, der mittels Seilspannern 90, 92 an
einem Führungskörper 740 befestigt ist.
Zwei Spannseilabschnitte 730S, 732S werden mittels
Seilklemmen 90, 92 an den Führungskörpern 740 befestigt, um
so die wirkenden Spannseilkräfte über Seilkupplungen 66 in
die Stützpfostenanordnung 768 einfließen
zu lassen.
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Die 29 und 30 zeigen
außerdem die Möglichkeit, dass mehrere Reflektormodulanordnungen 26 hintereinander
angeordnet sein können, die über Führungskörper 740 und
Gestelle 749 gelagert sind, wobei die Drehbewegung der
Reflektormodulanordnung 26 während der Nachführung
von einer Reflektormodulanordnung 26 zur nächsten übertragen werden
kann oder die Reflektormodulanordnungen 26 separat und
synchron angetrieben werden können.
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32 zeigt
den gegenüber den Ausführungsbeispielen 1 und
2 modifizierten Führungskörper, dessen dreieckige
Grundform einseitig die Spannseilzüge 730, 732 aufnimmt,
wobei diese in einem möglichst großen Abstand
zu einander befestigt sind. Dazu sind die Spannseilzüge 730, 732 an
den äußersten Punkt der Basis des Dreiecks angeordnet und
führen von dort zu den benachbarten Stabilisatoren 777.
Auf der gegenüberliegenden Seite des Führungskörpers 740 sind
die zwei Spannseilabschnitte 730S, 732S angebracht,
die zu Stützpfosten 768 führen. Die dreieckige
Grundform des Führungskörpers 740 wird
vorzugsweise im Schwerpunkt der Reflektormodulanordnung 26 gelagert,
indem ein Lagerzapfen 748 an einer geometrischen Höhe
des Führungskörpers 740 befestigt ist.
Dieser Zapfen ist drehbar an einem Gestell 749 befestigt,
an dem sich auch ein elektrischer Antrieb 84 befindet,
der über einen Ketten- oder Zahnriementrieb den Lagerzapfen und
somit den Führungskörper 740 mit der
daran befestigten Reflektormodulanordnung 26 dem Sonnenstand
nachführt.
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Die
folgenden 33 und 34 zeigen
die erfindungsgemäße Photovoltaikanlage in nahezu maximaler
Schwenkstellung, wobei in 33 nochmals
die polygonzugartigen Spannseilzüge 730, 732 zu
sehen sind, die zur Aufnahme der wirkenden Gewichtskräfte
nach dem Jawerth-Seilbinderprinzip verspannt sind und die wirkenden
Seilzugkräfte über die Spannseilabschnitte 730S, 732S an
die Stützpfostenanordnung 768 weitergeben. Dazu
wird, wie in 34 zu sehen, der Führungskörper 740 mittels
eines elektrischen Antriebs 84 nachgeführt, wodurch die
am Führungskörper 740 befestigten Spannseilzüge 730, 732 mitgeschwenkt
werden, an denen die Reflektormodule 26-1 bis 26-n befestigt
sind. Über den zusätzlich am Segmentring 752 befestigten
Stabilisator 777, dessen Speichen 80 eine Halterung 82 tragen,
wird das Photovoltaikelement 28 zusammen mit der dem Sonnenstand
ausgerichteten Reflektormodulanordnung 26 nachgeführt.
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Die
Lagerung des Führungskörpers am Gestell wird im
Detail der 35 nochmals gezeigt. Ein Führungskörper 740 ist
mittels eines Lagerzapfens 748 in einem Wälzlager
drehbar an einem Gestell 749 befestigt. Dieser Lagerzapfen 748 überträgt
die Nachführbewegungen des Antriebs 84 mittels
eines Zahnrads auf den Führungskörper 740.
Dieser führt die Reflektormodulanordnung 26 dem
Sonnenstand nach, so dass im Fokus der Reflektormodule 26-1 bis 26-n ein
bestmöglicher Wirkungsgrad für eine Photovoltaikelemente 28 herrscht.
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Selbstverständlich
sind Abweichungen von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.
So ist der Antrieb der Führungskörper 40, 140, 240, 340, 540, 640, 740 nicht
auf einen reinen Schwenkantrieb beschränkt. Er kann auch
einer komplexere Bewegungskurve folgen, was insbesondere dann von
Vorteil ist, wenn die Anlage mit höher fokussierenden Spiegelflächen
ausgestattet wird.
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So
können beispielsweise die Spannseilzüge auch durchgehend
und ohne eine mechanische Verbindung durch die Stabilisatoren und/oder
Zusatz-Führungskörper verlaufen. Die Stabilisatoren und/oder
Zusatz-Führungskörper dienen auf diese Weise lediglich
als Seilführung.
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Auch
der Aufbau der Reflektormodule 26 kann in weiten Grenzen
variiert werden, so lange eine leichte und ausreichend formstabile
Struktur geschaffen wird, die den beispielsweise durch Windkräfte
hervorgerufenen Belastungen ohne übermäßige
Verformung standhält.
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Das
Reflektormodul kann z. B. von einer eigenreflektierenden oder verspiegelten,
in Parabolform gebrachten Materialplatte, wie z. B. einem eigenreflektierenden
Blech oder einem oberflächenbeschichteten Blech, wie z.
B. Stahlblech gebildet sein. Es kann auch ein anderes Leichtbau-Trägerelement aufweisen,
auf dem eine Spiegelfolie oder Verspiegelung aufgebracht ist.
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Eine
zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen alternative
Gestaltung kann beispielsweise vorsehen, dass das Reflektormodul
von einem im Wesentlichen in Parabolform gebrachten Sandwich-Paneel
in Leichtbauweise gebildet ist. Eine innere Schicht mit einer Dicke
von ca. 0,5 mm wird beispielsweise von einer Metallschicht (z. B.
Aluminium) mit Spiegelfolie gebildet. Eine mittlere Schicht, mit
einer Dicke von 5 bis 15 mm besteht aus einer Netzstruktur aus Schaum
oder Leichtholz, wie z. B. Balsaholz, und eine äußere
Schicht, mit einer Dicke von z. B. 0,5 bis 2 mm wieder aus Leichtmetall, wie
z. B. Aluminium. Der Hohlraum in der mittleren Schicht wird dann
vorzugsweise unter Vakuum mit Epoxi-Harz ausgefüllt, wodurch
eine leichte und formstabile Struktur entsteht. Der beschriebene
Aufbau der Reflektormodule ist für sich als eine Erfindung
anzusehen, für die selbständig Schutz beansprucht
wird.
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Die
Reflektormodulanordnung kann – anders als die beschriebene
modulare Anordnung – grundsätzlich auch von einem
einstückigen Modulstrang gebildet sein, der dann in regelmäßigen
Abständen eine Stützkonstruktion für
die Photovoltaikelemente trägt. Bei extrem großen
Längen der Photovoltaikanlage ist es jedoch von Vorteil,
mehrere Reflektor-Einzelmodule zu verwenden, die fluchtend hintereinander
angeordnet werden.
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Die
Reflektormodule 26 können auch perforiert sein,
damit die Windlast verringert werden kann. Zusätzlich ist
es denkbar, die Reflektormodule 26 beispielsweise im Verschattungsbereich
der Photovoltaikelemente 28 zu trennen, um so Windlasten
und Gewicht zu minimieren. In diesem Fall können die Reflektormodul-Hälften über
die oben beschriebenen Stabilisatoren bzw. die in diesem Zusammenhang beschriebenen,
die einzelnen Befestigungspunkte der Speichen miteinander koppelnden
Segmentringe zu sta bilisieren.
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Vorstehend
wurde ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem die
Photovoltaikelemente 28 von Stabilisatoren mit einer Speichenanordnung
getragen sind. Um allerdings die Reinigung der Spiegelfläche
der Reflektormodule 26 zu vereinfachen, kann es von Vorteil
sein, die Photovoltaikelemente 28 auf mittigen Trägern
zu befestigen, die entweder von den Stabilisatoren oder von den
Reflektormodulen 26 selbst getragen sind. Diese Träger
liegen dann im Verschattungsbereich der Photovoltaikelemente 28 und
stehen einem Reinigungsfahrzeug nicht mehr im Weg.
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Über
die Variation der Breite der Photovoltaikelemente, d. h. durch geeignete
Zuordnung einer bestimmten Breite des Photovoltaikelement und einer
Breite des Strahlenfokus lässt sich die Unterdeckung/Überdeckung
der Fokussierung steuern und somit eine weitere Kostenoptimierung
erzielen.
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Die
Spiegel"segel", die auch von dünnen Metallfolien oder metallisch
beschichteten Folien gebildet sein können, können
in diesem Fall auch einrollbar oder zusammenklappbar sein, um die
Anlage bei hohen Windgeschwindigkeiten vor Beschädigung
zu schützen.
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Die
Photovoltaikelemente 28-1 bis 28-n sind vorstehend
als ebene monolithische Komponenten beschrieben worden, die sich
Fokusbereich der Reflektormodule 26 befinden. Sie können
jedoch auch aus mehreren parallel zueinander angeordneten und dementsprechend
schmaleren PV-Stäben gebildet sein, die nebeneinander liegen
oder sogar polygonartig auf einem entsprechend geformten und an
die Geometrie des Reflektormoduls 26 angepassten Träger
montiert sein können, damit die Energieausbeute gesteigert
werden kann.
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Vorstehend
wurde ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem eine
reflektierende Spiegelfolie verwendet wird. Es soll an dieser Stelle
hervorgehoben werden, dass der verwendete Begriff „Folie" auch
eine Beschichtung oder Verspiegelung einer Oberfläche einschließt.
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Die
Erfindung schafft also eine besonders wirtschaftlich zu betreibende
Solaranlage mit aneinander gereihten, vorzugsweise niedrig-fokussierenden
Reflektormodulen, einer sich im Fokus der Reflektormodule erstreckenden
linearen Energiewandleranordnung, und einer die Reflektormodule
entsprechend dem Sonnenstand positionierenden Nachführvorrichtung.
Sie zeichnet sich dadurch aus, dass die Energiewandleranordnung
von Photovoltaikelementen gebildet ist, die vorzugsweise hinsichtlich
einer Beaufschlagung mit 10- bis 15-facher Lichtintensität
optimiert sind, und dass die Reflektormodule und die Photovoltaikelemente
von einer Spann-Seilanordnung getragen und stabilisiert sind. Die
Spann-Seilanordnung weist zumindest zwei im Wesentlichen parallel
zueinander verlaufende Spannseilzüge auf, welche randseitig
durch senkrecht zur Seilanordnung angeordnete Führungskörper
verlaufen, die zur Nachführung der Reflektormodule und
der Photovoltaikelemente synchron antreibbar sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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