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Die vorliegende Erfindung betrifft eine solarthermische Anlage und insbesondere ein solarthermisches Kraftwerk nach dem Fresnel-Prinzip.
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Solarthermische Anlagen wie Fresnel-Kollektoranlagen weisen vorzugsweise eine Vielzahl von Heliostaten sowie eine Absorbereinrichtung auf, welche die von den Heliostaten reflektierten Sonnenstrahlen aufnehmen und zur Energiegewinnung weiterleiten. Mit Zunahme der Leistung eines Solarthermiekraftwerks steigt auch die Größe der Anlage. Das Solarthermiekraftwerk wird an Standorten mit extremen Witterungsbedingungen eingesetzt. Sanderosion und Temperaturschwankungen verschlechtern den Wirkungsgrad der Anlage.
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Aus der
US 6 349 718 B1 ist eine Vorrichtung zur Heizung mittels Sonnenenergie bekannt.
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Aus der
DD 135 155 A1 ist eine Vorrichtung zum Reinigen und zur Reparatur von Gewächshausdächern bekannt.
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Aus der
DE 20 2007 002 930 U1 ist eine Hebebühne für Befahranlagen zur Wartung der Rotorblätter von Windkraftanlagen bekannt.
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Aus der
GB 2 054 829 A ist ein flacher Sonnenkollektor zur Konzentration vom Typ bestehend aus einem optischen System zur Fokussierung der Sonnenstrahlen auf eine Konzentrationsfläche bekannt.
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Aus der
DE 103 18 675 A1 ist eine Hebebühne für Befahranlagen zur Wartung der Rotorblätter von Windkraftanlagen bekannt.
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Aus der
DE 298 19 391 U1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung von Reparatur- und Serviceleistungen an der Witterung ausgesetzten Objekten bekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, den Wirkungsgrad einer solarthermischen Anlage selbst bei extremen witterungsbedingten Anforderungen dauerhaft aufrecht zu erhalten.
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Diese Aufgabe wird durch eine solarthermische Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße solarthermische Anlage weist eine oberhalb von Heliostaten angeordnete Absorbereinrichtung zur Aufnahme reflektierten Lichts auf, die von Pfeilern getragen wird. Die im wesentlichen senkrecht nach oben weisenden Pfeiler sind zumindest teilweise durch Streben gestützt. Im Bereich der Absorbereinrichtung ist eine Wartungsvorrichtung vorgesehen, die in Längsrichtung der Absorbereinrichtung verfahrbar ist.
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Der Begriff Heliostat, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet ein als Primärspiegel der solarthermischen Anlage eingesetztes Bauelement, das direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist. In der Regel sind mehrere Heliostaten im Wesentlichen parallel zur Erdoberfläche angeordnet. Sie sind vorzugsweise auch parallel zueinander angeordnet. Mehrere Heliostaten können in Reihe aufgebaut sein. Mehrere Reihen an Heliostaten können ein Kollektorfeld bilden. Eine solarthermische Anlage ist vorzugsweise aus mehreren solchen Kollektorfeldern aufgebaut.
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Der Heliostat ist vorgesehen und ausgestaltet, die auf ihn auftreffenden Sonnenstrahlen zu reflektieren. Dabei werden die Sonnenstrahlen üblicherweise auf eine oberhalb der Heliostaten vorgesehene Absorbereinrichtung reflektiert.
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Die Absorbereinrichtung ist dazu vorgesehen, die auf sie auftreffenden Sonnenstrahlen zu bündeln und zur Energiegewinnung weiterzuleiten. Die Absorbereinrichtung kann beispielsweise an ein wasserdampferzeugendes System gekoppelt sein oder Teil eines solchen sein, so dass mittels des durch Erwärmen von Wasser erzeugten Wasserdampfs Dampfturbinen angetrieben werden können.
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Die oberhalb der Heliostaten angeordnete Absorbereinrichtung ist vorzugsweise ortsfest auf Pfeilern angeordnet und wird in der Regel mittels einer Stütz- oder Abspannkonstruktion gesichert.
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Eine solche Stützkonstruktion kann insbesondere aus Pfeilern, welche zumindest teilweise durch Streben gestützt sind, aufgebaut sein.
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Der Begriff Pfeiler, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet ein Bauelement der solarthermischen Anlage, das den Wesentlichen Beitrag zum Stützen der Absorbereinrichtung liefert.
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Der Begriff Strebe, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine vorzugsweise schräg verlaufende Hilfskonstruktion, wie einen Balken oder eine Seilkonstruktion, welche allgemein zur Erhöhung der Steifigkeit einer Stützkonstruktion eingesetzt wird. Unter Abspannkonstruktion sind insbesondere Abspannseile zu verstehen, die auf Zug belastet die Pfeiler halten.
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Eine Wartungsvorrichtung, wie sie hierin verwendet wird, ist zum Warten der Absorbereinrichtung bzw. von einzelnen Bauteilen oder Abschnitten derselben vorgesehen.
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Die Wartungsvorrichtung ist im Bereich der Absorbereinrichtung in Längsrichtung derselben verfahrbar angeordnet. Der Begriff Längsrichtung, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine Richtung der Erstreckung der Absorbereinrichtung der solarthermischen Anlage. Die Längsrichtung kann dabei insbesondere die Haupterstreckungsrichtung der solarthermischen Anlage sein.
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Die Längsrichtung der Absorbereinrichtung richtet sich allgemein nach dem Einsatzzweck und Einsatzort der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage. Je nach Einsatzort der solarthermischen Anlage kann die Längsrichtung der Absorbereinrichtung dabei zum Beispiel von Nord nach Süd oder von West nach Ost bzw. umgekehrt sowie in jedem anderen beliebigen Winkel zu den Achsen der Himmelsrichtungen verlaufen.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage ist die Wartungsvorrichtung oberhalb von Streben oder Abspannseilen der solarthermischen Anlage angeordnet.
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Um die Wartungsvorrichtung auf eine Höhe oberhalb der Streben zu verbringen, kann die Wartungsvorrichtung mittels einer geeigneten Hebevorrichtung, wie beispielsweise einem Kran, einem Hebewerk, einem Hebebaum, einer Staplervorrichtung, einem Seil- oder Lastzug oder dergleichen, angehoben werden.
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Nachfolgend wird beispielhaft auf Streben eingegangen, wobei diese auf Zug und Druck belastbaren Bauelemente auch durch nur auf Zug belastbare Bauteile, wie z. B. Abspannseile, ersetzt werden können.
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Vorzugsweise ist die Wartungsvorrichtung derart in einer Höhe oberhalb der Streben angeordnet, dass sie, ohne in Kontakt mit den Streben zu gelangen, entlang der Absorbereinrichtung verfahrbar ist. Die Höhenabmessung der Wartungsvorrichtung kann daher auf einen absoluten Wert, welcher der Differenz zwischen der Höhe der Absorbereinrichtung oberhalb des Erdbodens oder der Ebene der Heliostaten und der Höhe der obersten Position eines Pfeilers, bezogen auf den Erdboden oder die Ebene der Heliostaten entspricht, beschränkt sein. Die Wartungsvorrichtung kann jedoch auch in Abschnitten über die Absorbereinrichtung herausragen.
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Die minimale Höhe einer Unterseite der Wartungsvorrichtung bei ihrer Anordnung, bezogen auf einen Untergrund, wie beispielsweise den Erdboden, kann dabei einer maximal vorgesehenen Höhe einer Oberseite bzw. eines oberen Abschlusses einer Strebe der solarthermischen Anlage entsprechen. Die minimale Höhe der Unterseite der Wartungsvorrichtung entspricht vorzugsweise wenigstens der Höhe der sich von allen Streben der solarthermischen Anlage am höchsten befindlichen Streben, sollte es beispielsweise aufgrund eines unebenen Untergrunds ggf. zutreffen, dass nicht alle Streben auf gleicher Höhe oberhalb der Heliostaten vorgesehen sind.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist die Wartungsvorrichtung wenigstens eine Plattform zum Betreten durch Bedienpersonal auf, die unterhalb der Absorbereinrichtung horizontal angeordnet ist, sowie eine Haltekonstruktion zum verschieblichen Befestigen der Wartungsvorrichtung an der Absorbereinrichtung.
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Der Begriff Plattform, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine gegenständliche Fläche, vorzugsweise hergestellt aus einem formfesten Material, wie z. B. Holz, Metall und dergleichen. Die Plattform ist dazu ausgelegt und vorgesehen von Bedienpersonal, wie beispielsweise wenigstens einem Wartungstechniker, zum Warten der Absorbereinrichtung betreten werden zu können.
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Die Plattform ist unterhalb der Absorbereinrichtung und im Wesentlichen horizontal, bezogen auf einen Untergrund, wie beispielsweise den Erdboden, angeordnet. Die Plattform kann die Unterseite bzw. das untere Ende der Wartungsvorrichtung darstellen. Die Plattform kann daher etwas oder im Wesentlichen oberhalb einer obersten Position der Streben angeordnet sein.
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Vorzugsweise ist die Plattform in einer solchen Höhe, bezogen auf einen Untergrund, wie beispielsweise den Erdboden oder die Ebene der Heliostaten der solarthermischen Anlage, angeordnet, in der das Bedienpersonal Wartungsarbeiten an der Absorbereinrichtung ausführen kann. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Bedienpersonal während seines Aufenthalts in der Wartungsvorrichtung bequem auf der Plattform derselben stehen kann.
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Wenn die Wartungsvorrichtung an den zu wartenden Abschnitt der Absorbereinrichtung verfahren wurde, kann die Plattform an einem Pfeiler befestigt werden. Zu diesem Zweck können geeignete Einrichtungen und/oder Halte- oder Befestigungsmechanismen vorgesehen sein. Das Befestigen der Plattform kann vorteilhaft dazu dienen, die in der Höhe befindliche Wartungsvorrichtung zu stabilisieren. Daneben kann die Wartungsvorrichtung in einer festen Wartungsposition gehalten werden. Auf diese Weise kann vorteilhaft ein sicheres Warten der Absorbereinrichtung, beispielsweise ohne die Gefahr einer Beeinträchtigung durch Schwankungen der Wartungsvorrichtung, sichergestellt werden.
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Der Begriff Haltekonstruktion, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine Einrichtung oder ein Element, welches zum Halten der Wartungsvorrichtung an der Absorbereinrichtung bzw. in einem Bereich derselben dienen kann.
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Die Haltekonstruktion kann fest oder lösbar an der Plattform befestigt sein.
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Die Haltekonstruktion kann einteilig, zweiteilig oder mehrteilig ausgestaltet sein. Eine zweiteilig ausgeführte Haltekonstruktion ist beispielsweise in den beigefügten 10 und 11 veranschaulicht. Wenn die Haltekonstruktion mehrteilig, wenigstens jedoch zweiteilig ausgeführt ist, können die einzelnen Teile der Haltekonstruktion form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sein. Beispielsweise können die einzelnen Teile der Haltekonstruktion ineinander greifen. Es können geeignete Einrichtungen zum lösbaren oder unlösbaren Verbinden der einzelnen Teile der Haltekonstruktion vorgesehen sein.
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Die Wartungsvorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, zur Wartung und/oder zum Austausch einzelner Bauteile der Absorbereinrichtung erforderliche Materialien wie Glaspaneele als Ersatz sowie ferner Werkzeuge und dergleichen aufzunehmen.
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Zu diesem Zweck sollte die Wartungsvorrichtung dazu ausgelegt sein, mit einem bestimmten Mindestmaß an Gewicht belastet werden zu können. Gleichzeitig kann vorgesehen sein, die Wartungsvorrichtung selbst mit einem möglichst minimalen Eigengewicht auszugestalten. Des Weiteren ist bevorzugt, die Wartungsvorrichtung aus einem Material zu bilden, welches den am Einsatzort der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage herrschenden klimatischen und/oder seismischen Bedingungen standhalten kann. Geeignete Materialien wie beispielsweise kaltgewalzter Stahl sind einem Fachmann bekannt.
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Die Wartungsvorrichtung kann Einrichtungen zum Transportieren, zum Aufbewahren, zum Schutz und/oder zur Reinigung derartiger Bauteile oder von Werkzeugen, wie Regale, Bretter, Verschläge, Behältnisse, Reinigungsbehältnisse wie Wasserkanister, Verzurrhaken oder -ösen oder Spanneinrichtungen zum sicheren Halten während des Verfahrens und dergleichen in einem Inneren der Wartungsvorrichtung oder an der Wartungsvorrichtung, wie Seitenwänden, der Plattform und dergleichen, vorgesehen sein.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage ist die Plattform der Wartungsvorrichtung derart ausgestaltet, dass in der Plattform in Längsrichtung der Absorbereinrichtung eine durchgängige Öffnung vorgesehen ist.
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Der Begriff Öffnung, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine Lücke oder einen Freiraum, welcher sich über die gesamte Länge der Plattform entlang der Längsrichtung der Absorbereinrichtung und im Wesentlichen parallel zu dieser erstreckt.
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Die Öffnung in der Plattform der Wartungsvorrichtung ist dabei vorzugsweise derart ausgestaltet, um die entlang der Längsrichtung der Absorbereinrichtung verfahrene Wartungsvorrichtung die zum Abstützen der Absorbereinrichtung vorgesehenen Pfeiler passieren zu lassen. Die Abmessungen der Öffnung, insbesondere eine Breite derselben, sind daher vorzugsweise an die Breite oder den Umfang eines Pfeilers, ggf. unter Berücksichtigung eines Sicherheitsabstands, ausgelegt.
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Die Öffnung in der Plattform kann vorteilhafterweise dazu dienen, ein Verfahren der Wartungsvorrichtung entlang der gesamten Länge der Absorbereinrichtung zuzulassen. Es ist daher insbesondere nicht erforderlich, eine in der Höhe im Bereich der Absorbereinrichtung befindliche Wartungsvorrichtung bei Annähern an die Pfeiler der solarthermischen Anlage abzusenken und in einen nächsten Abschnitt zwischen zwei Pfeilern zu verbringen und erneut anzuheben.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage ist die Öffnung in der Plattform mittels wenigstens einer Abdeckung verschließbar.
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Der Begriff Abdeckung, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine Einrichtung oder ein Bauelement, welches zum Abdecken der permanent in der Plattform vorhandenen Öffnung dient. Bei einer solchen Abdeckung kann es sich um ein Brett handeln. Die Abdeckung kann passgenau in die Öffnung der Plattform einglegbar oder einsetzbar sein. Die Abdeckung kann jedoch über einen oder mehrere Ränder der Öffnung herausstehen. Die Abdeckung kann einteilig oder mehrteilig ausgestaltet sein. Beispielsweise kann die Abdeckung aus zwei Teilen oder einzelnen Elementen bestehen, welche gemeinsam die Öffnung der Plattform verschließen können.
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Die Öffnung der Plattform kann vollständig oder im Wesentlichen vollständig verschlossen werden. Bevorzugt ist die Abdeckung jedoch so vorgesehen, die Öffnung der Plattform auf eine Weise zu verschließen, die ein Sicherheitsrisiko für Bedienpersonal in der Wartungsvorrichtung, wie beispielsweise ein Herausfallen aus der Wartungsvorrichtung durch die Öffnung, minimert.
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Die Abdeckung oder Teile derselben kann/können insgesamt oder abschnittsweise die gleiche Dicke bzw. Stärke wie die Plattform der Wartungsvorrichtung aufweisen. Sie kann aus dem- oder denselben Materialien gebildet sein. Ferner kann die Abdeckung mit derselben Kraft, beispielsweise der gleichen Gewichtskraft, belastbar sein, wie die Plattform.
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Da die Abdeckung in ihrem ausgeklappten, d. h. die Öffnung der Plattform schließenden Zustand, eine geschlossene Plattform der Wartungsvorrichtung bereitstellt, kann sie die Stabilität der Wartungsvorrichtung während des Wartens erhöhen.
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Die Abdeckung kann drehbar an einem zur Öffnung weisenden Rand der Plattform befestigt sein.
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Der Begriff drehbar, wie er hierin verwendet wird, meint, dass die Abdeckung um eine Achse der Befestigung der Abdeckung an der Plattform rotierbar oder klappbar ist. Eine derartige Ausgestaltung ist beispielsweise in der beigefügten 8 gezeigt.
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Die Abdeckung kann, wie beispielsweise in 8 gezeigt, nach oben, bezogen auf die Darstellung der 8, d. h. in einen Innenraum der Wartungsvorrichtung, gedreht werden. In einer solchen Ausführung stellt die Abdeckung vorteilhaft einen Schutz für das in der Wartungsvorrichtung befindliche Personal bereit, da die aufgeklappte Abdeckung einen Schutz gegen ein Fallen des Bedienpersonals in die Öffnung der Plattform vorteilhaft vermeiden kann. Die Abdeckung kann jedoch auch nach unten, d. h. in Richtung zum Erdboden hin, aufgeklappt werden.
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Alternativ kann es möglich sein, die Abdeckung in Art einer verschieblichen oder gleitenden Abdeckung vorzusehen, so dass die Abdeckung oder Teile der Abdeckung, z. B. zwei separate Teile, von ober- oder unterhalb der Plattform über der Öffnung angeordnet werden können.
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Während des Verfahrens der Wartungsvorrichtung entlang der Absorbereinrichtung ist die Abdeckung aufgeklappt bzw. geöffnet, so dass vorteilhaft ein durchgängiges und unterbrechungsfreies Passierenlassen der Wartungsvorrichtung entlang der Absorbereinrichtung vorbei an den Pfeilern der solarthermischen Anlage möglich ist.
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Während des Wartens der Absorbereinrichtung kann die Abdeckung wiederum vorteilhaft zugeklappt werden, um eine gute Zugänglichkeit der Absorbereinrichtung bzw. des zu wartenden Abschnitts derselben zuzulassen.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist zwischen der Abdeckung und der Plattform ein Verriegelungsmechanismus vorgesehen.
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Der Begriff Verriegelungsmechanismus, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine Einrichtung, welche zum Arretieren, insbesondere vorübergehenden Halten oder Festhalten, der Abdeckung bzw. eines Teiles derselben geeignet und vorgesehen ist.
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Mittels des Verriegelungsmechanismus kann die Abdeckung beispielsweise an einem Teil der Wartungsvorrichtung, wie beispielsweise der Haltekonstruktion, befestigt werden.
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Der Verriegelungsmechanismus kann eine zum lösbaren Befestigen der Abdeckung vorgesehene Einrichtung sein. Dabei kann es sich z. B. um eine mechanisch oder magnetisch wirkende Einrichtung, wie eine Schnappeinrichtung, eine Scharniereinrichtung, einen Riegel, eine Öse und einen Haken, einen Magnetverschluss und dergleichen sowie Kombinationen handeln.
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Ein solcher Verriegelungsmechanismus kann vorteilhaft dazu dienen, zu verhindern, dass die Abdeckung während des Verfahrens der Wartungsvorrichtung z. B. herunterklappt und sich die Plattform schließt. Ferner kann eine mittels des Verriegelungsmechanismus arretierte Abdeckung einen erhöhten Schutz für das Bedienpersonal während des Verfahrens bereitstellen.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage ist die Wartungsvorrichtung auf der Absorbereinrichtung, insbesondere an einem Gehäuse derselben, befestigbar.
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Ein solches Gehäuse der Absorbereinrichtung kann ein Gehäuse für den Sekundärspiegel der Absorbereinrichtung sein.
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Wenn die Wartungsvorrichtung an der Absorbereinrichtung befestigbar ist, kann sie vorteilhaft von der Absorbereinrichtung getragen werden. Das Gewicht der Wartungsvorrichtung sowie der auf bzw. in der Wartungsvorrichtung befindlichen Personen, Materialien und dergleichen kann dadurch vorteilhaft von der Stützkonstruktion der Absorbereinrichtung, wie den Pfeilern und Streben derselben, aufgenommen und verteilt werden. Auf diese Weise ist es möglich, ein sicheres Halten der Wartungsvorrichtung zu gewährleisten.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage ist die Haltekonstruktion der Wartungsvorrichtung derart vorgesehen, dass sie die Absorbereinrichtung wenigstens abschnittsweise und/oder teilweise umgreift.
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Die Haltekonstruktion kann die Absorbereinrichtung vollständig umgreifen. Sie kann eine Oberseite sowie seitliche Bereiche der Absorbereinrichtung umgreifen oder umfassen.
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Beispielsweise kann die Haltekonstruktion in Art eines Käfigs oder eines Gerüsts ausgestaltet sein. Die Haltekonstruktion kann auf einer Oberseite oder Oberfläche der Absorbereinrichtung aufliegen. Die Haltekonstruktion kann auf der Oberseite des Gehäuses für den Sekundärspiegel aufliegen.
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Vorzugsweise umgreift die Haltkonstruktion einen ausreichend großen bzw. langen Abschnitt der Absorbereinrichtung, dass ein ausreichend starkes Halten bzw. eine ausreichend hohe Gewichtsverteilung des Gewichts der Wartungsvorrichtung auf die Absorbereinrichtung und die Stützkonstruktion derselben zulässig ist.
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Vorzugsweise ist die Haltekonstruktion ist derart an der Absorbereinrichtung vorgesehen, ein Verfahren oder Verschieben der Wartungsvorrichtung entlang der Längsrichtung der Absorbereinrichtung zuzulassen oder zu erleichtern.
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Das Vorsehen einer Haltekonstruktion erlaubt ferner vorteilhaft, die Wartungsvorrichtung leicht und sicher von einer Absorbereinrichtung eines Kollektormoduls zu einer Absorbereinrichtung eines weiteren Kollektormoduls der solarthermischen Anlage zu überführen. Die Haltekonstruktion ist dabei vorzugsweise derart vorgesehen, dass sie während ihres Überführens zur weiteren Absorbereinrichtung ausreichend stark von der ersten Absorbereinrichtung bzw. deren Stützkonstruktion getragen werden kann.
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Zum Überführen der Wartungsvorrichtung kann ferner eine weitere Verfahreinrichtung vorgesehen sein.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann die Wartungsvorrichtung mittels Rollen an der Absorbereinrichtung verfahrbar sein.
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Wie beispielsweise in 2 oder abschnittsweise vergrößert in 10 der beigefügten Zeichnung zu sehen ist, kann die Wartungsvorrichtung derart an der Absorbereinrichtung angeordnet sein, dass eine Haltekonstruktion, bzw. ein erster Teil derselben, die Absorbereinrichtung bzw. das Gehäuse des Sekundärspiegels vollständig umgreift, und ein zweiter Teil der Haltekonstruktion derart mit Rollen versehen ist, dass die Wartungsvorrichtung entlang der Längsrichtung der Absorbereinrichtung verfahrbar ist. Zu diesem Zweck liegen die Rollen vorzugsweise auf der Oberseite oder Oberfläche der Absorbereinrichtung auf.
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Anstelle von Rollen können alternativ andere Bewegungseinrichtung wie Räder, Kufen und dergleichen verwendet werden. Die Wartungsvorrichtung kann ferner auch mittels eines induktiv oder magnetisch wirkenden Mechanismus verfahrbar sein.
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Die Rollen oder alternativ vorgesehenen Bewegungseinrichtungen sollten vorzugsweise variabel ausricht- bzw. einstellbar vorgesehen sein. Da die Wartungsvorrichtung, insbesondere in einem durch Bedienpersonal und/oder Material belasteten Zustand verschiedenen Kräften und Momenten, wie einem Drehmoment, unterliegt, sollten die Rollen vorzugsweise in der Lage sein, diese auszugleichen und beispielsweise ein Verdrehen oder Neigen bzw. Kippen der Wartungsvorrichtung zu verhindern.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage weist die Wartungsvorrichtung einen Antrieb auf, um an der Absorbereinrichtung entlang zu fahren bzw. verfahren zu werden.
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Ein solcher Antrieb kann ein elektrischer Antrieb, wie ein Elektromotor, ein mittels Kraftstoff betriebener Motor, ein solarbetriebener Antrieb, ein Hybridantrieb und dergleichen sein. Der Antrieb kann jedoch auch ein rein manuell funktionierender Antrieb, wie beispielsweise ein durch Kraftaufwendung seitens des Bedienpersonals funktionierender Antrieb, wie beispielsweise eine Stange, an welcher sich das Bedienpersonal entlang hangeln kann, oder ein Seilzug, eine Seilwinde und dergleichen sein.
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Der Antrieb überträgt dabei die Antriebskraft auf die zum Verfahren der Wartungsvorrichtung entlang der Absorbereinrichtung vorgesehenen Rollen.
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Unter Bereitstellung eines geeigneten Antriebs zum Verfahren der Wartungsvorrichtung kann die in der solarthermischen Anlage der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Wartungsvorrichtung vorteilhaft leicht und wenig aufwendig zu dem zu wartenden Abschnitt der Absorbereinrichtung verbracht werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage ist die Wartungsvorrichtung mittels einer an der Wartungsvorrichtung angebrachten Handsteuerung durch das Bedienpersonal steuerbar.
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Der Begriff Handsteuerung, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine Einrichtung zur manuellen Steuerung der Wartungsvorrichtung. Eine derartige Handsteuerung kann beispielsweise als Handkurbel ausgestaltet sein. Die Wartungsvorrichtung kann eine manuell bedienbare Bremse zum Verlangsamen des Verfahrens der Wartungsvorrichtung oder zum Anhalten derselben aufweisen.
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Mittels der manuellen Steuerung ist die Wartungsvorrichtung zu beliebigen Zeitpunkten verfahr- oder anhaltbar. Das Bedienpersonal kann individuell entscheiden, wann die Wartungsvorrichtung zu bewegen ist, um beispielsweise nach Warten eines ersten Abschnitts der Absorbereinrichtung zu einem weiteren zu wartenden Abschnitt zu gelangen.
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Daneben kann eine mechanisch einfache Steuerung, wie beispielsweise eine Handkurbel, vorteilhaft eine leichte und technisch wenig aufwendige Möglichkeit zum Verfahren der Wartungsvorrichtung bereitstellen.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage weist die Wartungsvorrichtung wenigstens ein Geländer zum Schutz des Bedienpersonals auf.
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Ein solches Geländer kann an der Haltekonstruktion der Wartungsvorrichtung gebildet sein bzw. einen Teil der Haltekonstruktion darstellen. Beispielsweise kann das Geländer ein entlang des gesamten Umfangs, wie des inneren Umfangs, der Wartungsvorrichtung oder in Abschnitten desselben verlaufendes Geländer, z. B. in Form einer Stange, eines Balkens, eines Seils, einer Kette und dergleichen sein.
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Vorzugsweise ist das Geländer in einer solchen Höhe, bezogen auf die Plattform der Wartungsvorrichtung, angeordnet, dass es einen sicheren Schutz des Bedienpersonals zulässt.
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Wie vorstehend ausgeführt, kann die Wartungsvorrichtung mittels einer geeigneten Hebevorrichtung auf die Höhe der Absorbereinrichtung verbracht werden. Das Bedienpersonal zum Warten der Absorbereinrichtung kann gleichzeitig mit der Wartungsvorrichtung in die Höhe verbracht werden.
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Alternativ ist es möglich, dass das Bedienpersonal eine bereits im Bereich der Absorbereinrichtung vorgesehene Wartungsvorrichtung betritt. Zu diesem Zweck kann das Bedienpersonal mittels eines Lifts, einer Hebebühne, einer Leiter, einer Strickleiter, einem Seil, einer Art Feuerwehrleiter oder dergleichen auf die Höhe der Wartungsvorrichtung verbracht werden bzw. dorthin gelangen.
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Die Wartungsvorrichtung kann eine Öffnung bzw. Aussparung in der Haltekonstruktion zum Eintreten in das Innere der Wartungsvorrichtung bzw. zum Betreten der Plattform aufweisen. An einer solchen Öffnung oder Aussparung kann eine Tür oder eine entfernbare Kette oder dergleichen zum weiteren Schutz des Bedienpersonals vorgesehen sein.
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Alternativ zu den vorstehend beschriebenen Ausführungen kann die Wartungsvorrichtung auch derart ausgestaltet sein, dass sie, beispielsweise mittels Rollen, welche auf dem Erdboden oder auf einer auf einer Höhe zwischen dem Erdboden und der Absorbereinrichtung vorgesehenen Ebene aufliegen, verfahrbar ist. In einem solchen Fall kann die Wartungsvorrichtung gleichermaßen entlang der Längsrichtung der Absorbereinrichtung verfahrbar sein. Beispielsweise kann hier vorgesehen sein, dass eine von Bedienpersonal zu Wartungszwecken zu betretende Plattform anhebbar ist oder das Bedienpersonal auf diese klettern kann. Auch kann eine Haltekonstruktion zum Schutz des Bedienpersonals oder zum zusätzlichen Abstützen der Wartungsvorrichtung durch die Absorbereinrichtung vorgesehen sein. Speziell wenn die Wartungsvorrichtung auf dem Erdboden entlang der Absorbereinrichtung verfahrbar ist, sollte die solarthermische Anlage bzw. ein Kollektorfeld derselben eine Lücke zwischen einzelnen Reihen von Heliostaten in einem Bereich unterhalb der Absorbereinrichtung aufweisen.
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Mittels der Wartungsvorrichtung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage ist es vorteilhaft möglich die Absorbereinrichtung bzw. Teile oder Abschnitte hiervon auf einfache und wenig aufwendige Weise zu warten. Da die Wartungsvorrichtung durchgängig entlang der gesamten Länge der Absorbereinrichtung verfahrbar ist, kann es vorteilhaft möglich sein, eine Zugänglichkeit aller Abschnitte der Absorbereinrichtung zu gewährleisten.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren weiter erläutert. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder identische Elemente. Es gilt:
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1 zeigt eine perspektivische Seitenansicht eines Kollektorfeldes einer solarthermischen Anlage gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer Wartungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage;
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3 zeigt eine Seitenansicht der Wartungsvorrichtung aus 2;
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4 zeigt eine Frontansicht der Wartungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
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5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Wartungsvorrichtung aus 2;
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6 zeigt einen Ausschnitt der Wartungsvorrichtung aus 5;
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7 zeigt einen weiteren Ausschnitt der Wartungsvorrichtung aus 5;
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8 zeigt eine weitere Frontansicht der Wartungsvorrichtung;
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9 zeigt einen Ausschnitt der Wartungsvorrichtung aus 5;
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10 zeigt eine perspektivische Draufsicht auf die Wartungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage; und
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11 zeigt eine Frontansicht der Wartungsvorrichtung aus 10.
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1 zeigt eine perspektivische Seitenansicht eines Kollektorfeldes 100 einer solarthermischen Anlage, welche als Fresnel-Kollektoranlage ausgestaltet ist.
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Wie in 1 gezeigt, weist das Kollektorfeld 100 eine Anordnung von Heliostaten 1 auf. In dem Kollektorfeld 100 sind mehrere Heliostaten 1 parallel zueinander und in Reihe angeordnet.
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Oberhalb der Anordnung der Heliostaten 1 ist eine Absorbereinrichtung 200 vorgesehen, an welcher eine Wartungsvorrichtung 300 angeordnet ist. Die Wartungsvorrichtung 300 ist, wie in 1 gezeigt, an einem Gehäuse 201 der Absorbereinrichtung 200, z. B. einem Gehäuse für den Sekundärspiegel der Absorbereinrichtung 200, befestigt.
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Die Absorbereinrichtung 200 wird mittels senkrecht zum Untergrund, wie dem Erdboden, verlaufenden Pfeilern 3 und einer Stütz- und/oder Abspannkonstruktion, wie schräg verlaufenden Streben 5, gegen den Erdboden abgestützt.
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2 zeigt eine Seitenansicht der Wartungsvorrichtung 300 gemäß einer ersten Ausführungsform.
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Die Wartungsvorrichtung 300 weist eine Plattform 301 auf. Die Plattform 301 weist über ihre gesamte Länge eine durchgängige Öffnung 303 auf. Die Öffnung 303 in der Plattform 301 ermöglicht vorteilhaft ein Verfahren der Wartungsvorrichtung 300 entlang der gesamten Länge der Absorbereinrichtung 200, wie mittels des Doppelpfeils angedeutet ist.
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Die Wartungsvorrichtung 300 weist eine Haltekonstruktion 305 auf. An der Haltekonstruktion 305 ist ein Geländer 307 zum Schutz von sich im Inneren der Wartungsvorrichtung 300 bzw. auf der Plattform 301 befindlichem Wartungspersonal.
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Die Haltekonstruktion 305 umgreift das Gehäuse 201 der Absorbereinrichtung 200. Wie in 2 gezeigt, ist die Haltekonstruktion 305 zweiteilig ausgestaltet, wobei ein erster Teil 305a länglich ausgestaltet ist und ein zweiter Teil 305b käfigartig über dem ersten Teil 305a der Haltekonstruktion 305 und dem Gehäuse 201 angeordnet ist.
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Der erste Teil 305a und der zweite Teil 305b der Haltekonstruktion 305 befinden sich in körperlichem Kontakt, insbesondere liegt der zweite Teil 305b auf dem ersten Teil 305a auf und könnte ggf. mittels geeigneter Einrichtungen an diesem befestigt sein.
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Der erste Teil 305a der Haltekonstruktion 305 weist an einer Unterseite Rollen 309 auf, mittels welchen die Haltekonstruktion 305 verfahrbar ist. Der erste Teil 305a kann eine Art Gefährt oder Wagen darstellen.
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Die Plattform 301 ist oberhalb der Streben 5 vorgesehen. Die Wartungsvorrichtung 300 ist derart ausgestaltet, z. B., wie in 2 gezeigt, ist der zweite Teil 305b der Haltekonstruktion 305 mittels einer Aussparung 313 oder einer Lücke ausgestaltet, um Gabelungen 7 der Pfeiler 3 passieren zu können.
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Eine Abdeckung 311 ist im Bereich der Plattform 301 vorgesehen. Die Abdeckung 311 befindet sich während des Verfahrens der Wartungsvorrichtung 300 in einem geöffneten oder offenen Zustand.
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3 zeigt eine Seitenansicht der Wartungsvorrichtung 300. In einer beispielhaften Ausgestaltung kann die Haltekonstruktion 305 der Wartungsvorrichtung 300 derart ausgestaltet sein, dass der erste Teil 305a eine Länge L an seiner Oberseite von 6 m aufweist. Der zweite Teil 305b der Halekonstruktion 305 kann beispielsweise eine Länge l von 3 m aufweisen. Die Länge l des zweiten Teils 305b kann der Länge der Plattform 301 entsprechen.
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Die Wartungsvorrichtung 305 kann beispielsweise derart im Bereich der Absorbereinrichtung 200 vorgesehen sein, dass ein Abstand oder eine Höhe h von der Plattform 301 bis zur Unterseite des Gehäuses 201 der Absorbereinrichtung 200 0,8 m beträgt.
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4 zeigt eine Vorderansicht der Wartungsvorrichtung 300.
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In einer beispielhaften Ausführungsform kann eine (maximale) Breite der Wartungsvorrichtung 300, z. B. die Breite W der Plattform 301, 2 m entsprechen. Eine Breite w des Gehäuses 201 der Absorbereinrichtung 200 kann 0,6 m betragen. Die Breite w kann einer Breite des ersten Teils 305a der Haltekonstruktion 305 der Wartungsvorrichtung 300 entsprechen. Sie kann dem Abstand, z. B. von einer Außenseite einer Rolle 309a zu einer Außenseite einer gegenüberliegenden Rolle 309b, entsprechen.
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5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Wartungsvorrichtung 300 aus 2.
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In der in 5 gezeigten Darstellung ist gut zu erkennen, dass der zweite Teil 305b der Haltekonstruktion 305 eine geeignete Aussparung 313 zum Passieren von Gabelungen 7 der Pfeiler 3 aufweist.
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6 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Wartungsvorrichtung 300 aus 5.
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Die Öffnung 303 in der Plattform 301 der Wartungsvorrichtung 300 ist so gewählt, dass die Wartungsvorrichtung 300 die Pfeiler 3 als Teil einer Stützkonstruktion der Absorbereinrichtung 200 passieren kann.
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Wie in 6 gut zu erkennen ist, liegen die Rollen 309 auf der Oberseite des Gehäuses 201 auf und können ein leichtes Verfahren der Wartungsvorrichtung 300 zulassen.
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7 zeigt einen weiteren Ausschnitt der Wartungsvorrichtung 300 aus 5 während des Wartens der Absorbereinrichtung 200.
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In einem derartigen Wartungszustand befindet sich die Abdeckung 311 in einem geschlossenen Zustand. Auf diese Weise kann vorteilhaft ein sicherer Schutz von zum Warten in der Wartungsvorrichtung 300 vorhandenen Bedienpersonal sichergestellt werden.
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Die Abdeckung 311 kann, wie in 7 gezeigt, als verschiebbare Platte ausgestaltet sein. Eine Dicke oder Stärke der Abdeckung 311 ist beispielsweise erheblich kleiner als eine Dicke oder Stärke der Plattform 301.
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8 zeigt eine Vorderansicht der Wartungsvorrichtung 300. Wie in 8 durch die beiden Kraftpfeile F1 und F2 angedeutet ist, wirken auf die Wartungsvorrichtung 300 bzw. die Plattform 301 der Wartungsvorrichtung 300 während ihrer Verwendung verschiedene Kräfte. Die Kräfte müssen von der Absorbereinrichtung 200 bzw. der aus Pfeilern 3 und Streben 5 gebildeten Stützkonstruktion der Absorbereinrichtung 200 aufgenommen werden.
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Eine maximale Masse bzw. ein maximales Gewicht einer voll belasteten Wartungsvorrichtung 300 kann beispielsweise 500 kg betragen. Eine volle Belastung der Wartungsvorrichtung 300 kann beispielsweise das Vorhandensein von zwei Personen, wie Wartungstechnikern, und von Arbeitsmaterial beinhalten.
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Die Plattform 301 der Wartungsvorrichtung 300 ist vorzugsweise dazu ausgelegt, ein Gewicht von beispielsweise zwischen 250 kg und 300 kg tragen zu können. Die die Plattform 301 belastenden Kräfte können beispielsweise in gleichem Ausmaß auf die beiden Seiten der Plattform 301 aufgeteilt werden, wie mit den beiden gleich langen Kraftpfeilen F1 und F2 dargestellt ist.
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Daneben kann die Belastung der Plattform 30 bzw. der Wartungsvorrichtung 300 insgesamt sowie auch Bewegungen der in der Wartungsvorrichtung 300 befindlichen Personen oder das Entnehmen oder Aufladen von Arbeitsmaterialien eine Kraftverschiebung sowie ein Drehmoment hervorrufen. Um ein Kippen oder Neigen (wie mit dem gebogenen Doppelpfeil angedeutet ist) der Wartungsvorrichtung 300 zu verhindern, ist die Wartungsvorrichtung vorzugsweise dazu ausgelegt, ein maximales Drehmoment von etwa 1500 Nm kompensieren zu können. Ein solches Drehmoment von 1500 Nm könnte beispielsweise einem Vorhandensein zweier Wartungstechniker auf einer Seite der Plattform 301 entsprechen.
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Das Drehmoment der Wartungsvorrichtung 300 kann beispielsweise mittels einer geeigneten Ausrichtung der Rollen 309 erfolgen, wie in 9 der Zeichnung dargestellt ist.
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Wie in 9 gezeigt ist, kann beispielsweise eine erste Rolle 309a im Wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung des Gehäuses 201 der Absorbereinrichtung 200 eingestellt sein. Eine zweite Rolle 309b kann hingegen leicht angeschrägt, wie in 9 gezeigt, z. B. leicht nach rechts, d. h. nach außen gerichtet, eingestellt sein.
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10 zeigt eine perspektivische Draufsicht auf die Wartungsvorrichtung 300 gemäß einer zweiten Ausführungsform der solarthermischen Anlage gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 10 gezeigt, weist die Wartungsvorrichtung 300 eine einteilige Haltekonstruktion 305 auf. Die Rollen 309 zum Verfahren der Wartungsvorrichtung 300 können an Kippbalken 315 befestigt, z. B. angeflanscht, sein.
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Die Wartungsvorrichtung 300 ist manuell von Bedienpersonal 9 steuer- und entlang der Absorbereinrichtung 200 verfahrbar. Zu diesem Zweck weist die Wartungsvorrichtung 300 einen Antrieb 11 auf. Der Antrieb 11 kann eine Handkurbel sein. Um die Wartungsvorrichtung 300 an dem zu wartenden Abschnitt der Absorbereinrichtung anzuhalten, weist die Wartungsvorrichtung 300 eine, beispielsweise ebenfalls manuell zu bedienende, Bremse 13 auf. Die Bremse 13 kann gleichfalls als Handkurbel ausgestaltet sein.
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An der Oberseite der Haltekonstruktion 305 können Ösenhaken 15 vorgesehen sein.
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Während des Verfahrens der Wartungsvorrichtung 300 befindet sich, wie in 10 gezeigt, die Öffnung 303 in der Plattform 301 im geöffneten Zustand. Die Abdeckung 311 ist aufgeklappt oder hochgeklappt. Auf diese Weise kann die Abdeckung 311 vorteilhaft einen Schutz vor Heraus- oder Herunterfallen des Bedienpersonals 9 während des Verfahrens der Wartungsvorrichtung 300 bereitstellen.
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11 zeigt eine Frontansicht der Wartungsvorrichtung 300 aus 10.
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Die Wartungsvorrichtung 300 ist hier ebenfalls in einem Zustand während des Verfahrens gezeigt. Die Abdeckung 311 ist in einer aufklappbaren, zweiteiligen Ausführung dargestellt. Ein erster Teil 311a der Abdeckung 311 befindet sich in einem geschlossenen Zustand. Ein zweiter Teil 311b der Abdeckung ist zum Zwecke des Verfahrens der Wartungsvorrichtung 300 nach oben (bezogen auf die Darstellung der 11) aufgeklappt. Um ein sicheres Halten des geöffneten zweiten Teils 311b der Abdeckung 311 zu gewährleisten, ist der zweite Teil 311b der Abdeckung 311 mittels eines Verriegelungsmechanismus 17 an der Haltekonstruktion 305 befestigt.
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Die in 11 gezeigte Abdeckung 311 weist im Wesentlichen die gleiche Stärke oder Dicke wie die Plattform 301 auf.
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Die beiden Teile 311a, 311b der Abdeckung 311 können beispielsweise eine Breite von 0,3 m aufweisen. Die Plattform 301 kann beispielsweise 2 m breit sein, so dass bei heruntergeklappter Abdeckung 311 ein Spalt von 0,1 m verbleiben kann. Ein derartiger Spalt stellt jedoch i. A. kein Sicherheitsrisiko für das auf der Plattform 301 befindliche Bedienpersonal 9 dar.
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Die Plattform 301 kann auf jeder Seite eine Breite von 0,6 m aufweisen.
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Die Haltekonstruktion
305 kann eine Höhe von der Unterseite der Plattform
301 bis zu einer Oberseite der Haltekonstruktion von 1,33 m aufweisen. Das Geländer
307 kann in einer Höhe von 1,33 m oberhalb der Plattform
301 angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Haltekonstruktion
305 einen geeigneten und sicheren Schutz für das Bedienpersonal
9 darstellen. Bezugszeichenliste
| Bezugszeichen | Beschreibung |
| 100 | Kollektormodul |
| 200 | Absorbereinrichtung |
| 201 | Gehäuse (des Sekundärspiegels) |
| 300 | Wartungsvorrichtung |
| 301 | Plattform |
| 303 | Öffnung in der Plattform |
| 305(a, b) | Haltekonstruktion |
| 307 | Geländer |
| 309(a, b) | Rollen |
| 311(a, b) | Abdeckung |
| 313 | Aussparung |
| 315 | Kippbalken |
| 1 | Heliostat |
| 3 | Pfeiler |
| 5 | Strebe |
| 7 | Gabelung des Pfeilers |
| 9 | Bedienpersonal |
| 11 | Antrieb |
| 13 | Bremse |
| 15 | Ösenhaken |
| 17 | Verriegelungsmechanismus |
