DE102010014788A1

DE102010014788A1 - Solar thermal plant

Info

Publication number: DE102010014788A1
Application number: DE102010014788A
Authority: DE
Inventors: Jacques De Lalaing; Jan Alsters; José Cuevas Hidalgo
Original assignee: Solar Power Group GmbH
Current assignee: Solar Power Group GmbH
Priority date: 2010-04-13
Filing date: 2010-04-13
Publication date: 2011-10-13
Also published as: WO2011128083A3; WO2011128083A2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine solarthermische Anlage mit einer Trägerkonstruktion (45), an der wenigstens ein Heliostat (49) über eine an einer Drehachse des Heliostaten (49) vorgesehenen Welle gelagert ist, und mit wenigstens einem elektrischen Antrieb (1) zum Drehen des Heliostaten (49) in Abhängigkeit vom Sonnenstand, wobei die Antriebsleistung des elektrischen Antriebs (1) über wenigstens ein Getriebe (3) in die Welle des Heliostaten (49) eingebracht wird.The invention relates to a solar thermal system with a support structure (45) on which at least one heliostat (49) is mounted via a shaft provided on an axis of rotation of the heliostat (49), and with at least one electric drive (1) for rotating the heliostat (49) as a function of the position of the sun, the drive power of the electric drive (1) being introduced into the shaft of the heliostat (49) via at least one gear (3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine solarthermische Anlage und insbesondere ein solarthermisches Kraftwerk nach dem Fresnel-Prinzip.The present invention relates to a solar thermal system and in particular a solar thermal power plant according to the Fresnel principle.

Solarthermische Anlagen wie Fresnel-Kollektoranlagen weisen vorzugsweise eine Vielzahl von Heliostaten auf, die dazu vorgesehen sind, die auf sie auftreffenden Sonnenstrahlen zur Energiegewinnung weiterzuleiten. Da sich im Tagesverlauf der Sonnenstand ändert, ist allgemein vorgesehen, die Heliostaten in Abhängigkeit vom Sonnenstand zu drehen.Solar thermal systems such as Fresnel collector systems preferably have a plurality of heliostats, which are intended to forward the incident on them sun rays for energy production. As the position of the sun changes during the day, it is generally planned to turn the heliostats depending on the position of the sun.

Die DE 10 2006 058 995 A1 offenbart eine Fresnel-Solar-Kollektor-Anordnung, bei der die Heliostaten durch eine mechanische Kopplung der Spiegel mittels einer elektromotorisch angetriebenen Schubstange der Sonne nachgeführt werden.The DE 10 2006 058 995 A1 discloses a Fresnel solar collector arrangement in which the heliostats are tracked by a mechanical coupling of the mirror by means of an electric motor driven push rod of the sun.

Die US 2009/0056701 A1 offenbart Solarenergie-Kollektorsysteme mit Antriebssystemen, bei welchen die Heliostaten über eine Kette bewegt werden.The US 2009/0056701 A1 discloses solar energy collector systems with drive systems in which the heliostats are moved via a chain.

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.As the power of a solar thermal power plant increases, so does the size of the plant. The solar thermal power plant is used in locations with extreme weather conditions. Sand erosion and temperature fluctuations impair the efficiency of the system.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, den Wirkungsgrad einer solarthermischen Anlage selbst bei extremen witterungsbedingten Anforderungen dauerhaft aufrecht zu erhalten.The object of the present invention is to permanently maintain the efficiency of a solar thermal system even under extreme weather-related requirements.

Diese Aufgabe wird durch eine solarthermische Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a solar thermal system with the features of claim 1.

Die erfindungsgemäße solarthermische Anlage weist eine Trägerkonstruktion, an der wenigstens ein Heliostat über eine an einer Drehachse des Heliostaten vorgesehene Welle gelagert ist, und wenigstens einen elektrischen Antrieb zum Drehen des Heliostaten in Abhängigkeit vom Sonnenstand auf. Die Antriebsleistung des elektrischen Antriebs wird über wenigstens ein Getriebe in die Welle des Heliostaten eingebracht.The solar thermal system according to the invention has a support structure, on which at least one heliostat is mounted via a shaft provided on a rotation axis of the heliostat, and at least one electric drive for rotating the heliostat in dependence on the position of the sun. The drive power of the electric drive is introduced via at least one transmission in the shaft of the heliostat.

Die Effizienz der solarthermischen Anlage hängt maßgeblich davon ab, dass die Heliostaten exakt auf die Absorbereinrichtung und insbesondere direkt auf das Absorberrohr ausgerichtet sind. Die exakte, schlupffreie Nachführung der Heliostaten an den Sonnenstand gelingt erfindungsgemäß durch das Vorsehen eines Getriebes.The efficiency of the solar thermal system depends largely on the fact that the heliostats are precisely aligned with the absorber device and, in particular, directly with the absorber tube. The exact, slip-free tracking of the heliostats to the sun's position succeeds according to the invention by the provision of a transmission.

Auf Grund der Witterungsverhältnisse ist es erforderlich die Antriebselemente möglichst geschützt anzubringen. Die konstruktive Lösung, die Antriebsleistung über eine an der Drehachse des Heliostaten vorgesehene Welle bzw. Wellenstummel vorzusehen, ermöglicht kleine Bauweisen, die einfacher durch Abdeckungen geschützt werden können.Due to the weather conditions, it is necessary to attach the drive elements as protected as possible. The constructive solution to provide the drive power via a provided on the axis of rotation of the heliostat shaft or stub shaft, allows for small designs that can be protected by covers easier.

Da die Welle bzw. der Wellenstummel gleichzeitig als Lagerachse und als Drehachse verwendet wird, stellt der erfindungsgemäße Heliostat eine bauteilökonomische und wenig komplex zu fertigende bzw. zu monierende Baugruppe dar.Since the shaft or the stub shaft is used simultaneously as a bearing axis and as a rotation axis, the heliostat according to the invention represents a component-economical and less complex to manufacture or to be monetized assembly.

Der Begriff Trägerkonstruktion, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet ein Gerüst der solarthermischen Anlage, welches zum Aufnehmen und Halten von Bauteilen der solarthermischen Anlage, insbesondere von Heliostaten, geeignet ist.The term support construction, as used herein, refers to a framework of the solar thermal system which is suitable for receiving and holding components of the solar thermal system, in particular heliostats.

Die Abmessungen der Trägerkonstruktion können dabei im Allgemeinen den Abmessungen der solarthermischen Anlage oder eines einzelnen Kollektorfeldes derselben entsprechen oder einen leicht beabstandeten Rand um das Feld der Heliostaten des Kollektorfeldes oder der solarthermischen Anlage herum bilden.The dimensions of the support structure can generally correspond to the dimensions of the solar thermal system or a single collector array thereof or form a slightly spaced edge around the field of the heliostat of the collector array or the solar thermal system.

Insbesondere kann die Trägerkonstruktion dazu ausgestaltet sein, die Heliostaten in einer Höhe über einem Untergrund, wie beispielsweise dem Erdboden, zu tragen oder zu halten.In particular, the support structure may be configured to support or hold the heliostats at a height above a ground, such as the ground.

Der Begriff Heliostat, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet ein als Primärspiegel der solarthermischen Anlage eingesetztes Bauelement, das direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist. Heliostaten können allgemein dazu vorgesehen sein, Sonnenlicht zu reflektieren und/oder die im Sonnenlicht enthaltene Energie zu sammeln, zu speichern und/oder direkt in eine andere Energieform umzuwandeln. Vorzugsweise reflektieren die Heliostaten einer Fresnel-Kollektoranlage die auf sie auftreffenden Sonnenstrahlen auf eine oberhalb der Heliostaten vorgesehene Absorbereinrichtung.As used herein, the term heliostat refers to a device used as a primary mirror of the solar thermal system which is exposed to direct sunlight. Heliostats may generally be designed to reflect sunlight and / or to collect, store and / or directly convert the energy contained in sunlight into another form of energy. Preferably The heliostats of a Fresnel collector system reflect the sun's rays impinging on an absorber device provided above the heliostats.

Die Heliostaten der solarthermischen Anlage sind üblicherweise an der Trägerkonstruktion befestigt. In der Regel sind mehrere Heliostaten im Wesentlichen parallel zur Erdoberfläche angeordnet. Sie sind vorzugsweise auch parallel zueinander angeordnet. Mehrere Heliostaten können in Reihe angeordnet sein. Mehrere Reihen von Heliostaten bilden ein Kollektorfeld. Eine solarthermische Anlage ist vorzugsweise aus mehreren Kollektorfeldern aufgebaut.The heliostats of the solar thermal system are usually attached to the support structure. As a rule, several heliostats are arranged substantially parallel to the earth's surface. They are preferably also arranged parallel to each other. Several heliostats can be arranged in series. Several rows of heliostats form a collector field. A solar thermal system is preferably constructed of several collector fields.

Die solarthermische Anlage ist bevorzugt in einer Richtung von Nord nach Süd bzw. umgekehrt angeordnet. Sie kann ebenso von West nach Ost bzw. umgekehrt sowie in jedem anderen beliebigen Winkel zu den Achsen der Himmelsrichtungen angeordnet sein.The solar thermal system is preferably arranged in a direction from north to south or vice versa. It can also be arranged from west to east or vice versa and at any other arbitrary angle to the axes of the cardinal directions.

Der Begriff Drehachse bezeichnet eine gedachte oder körperliche Achse des Heliostaten, um welchen eine Rotation bzw. Drehung des Heliostaten während seiner Verwendung zulässig und vorgesehen ist. Allgemein weist ein dreidimensionaler Körper, wie hier der Heliostat, drei Drehachsen auf, um welche eine Rotation erfolgen kann. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter der Drehachse, um welche der Heliostat gedreht werden soll, vorzugsweise diejenige Drehachse zu verstehen, welche sich in der Längsrichtung des Heliostaten erstreckt, d. h. die Längsachse des Heliostaten. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Ausführung beschränkt.The term rotation axis denotes an imaginary or physical axis of the heliostat, around which a rotation or rotation of the heliostat is permitted and provided during its use. In general, a three-dimensional body, as here the heliostat, has three axes of rotation about which a rotation can take place. In the context of the present invention, the axis of rotation about which the heliostat is to be rotated is preferably to be understood as the axis of rotation which extends in the longitudinal direction of the heliostat, ie. H. the longitudinal axis of the heliostat. However, the present invention is not limited to such an embodiment.

Eine Welle bezeichnet allgemein ein stabförmiges Element. Unter dem Begriff Welle, wie er hierin verwendet wird, kann auch ein Teil einer Welle, wie beispielsweise ein Wellenstummel, verstanden werden, der an einer Fläche des Heliostaten befestigt ist.A shaft generally designates a rod-shaped element. The term shaft, as used herein, may also be understood to mean a part of a shaft, such as a stub shaft, attached to a surface of the heliostat.

Die Welle ist eine Einrichtung, welche dazu vorgesehen ist, Dreh- bzw. Rotationsbewegungen des Heliostaten zu vermitteln.The shaft is a device which is intended to impart rotational or rotational movements of the heliostat.

Diese Dreh- oder Rotationsbewegung kann von einem elektrischen Antrieb ausgehen. Als Stromquelle kann dem elektrischen Antrieb ein mittels Kraftstoff betriebener Generator, eine Solarstromquelle, zur Verfügung stehen. Der Motor ist vorzugsweise ein BLDC-Motor (bürstenlose Gleichstrommaschine, engl. brushless direct current).This rotational or rotational movement can emanate from an electric drive. As a power source, the electric drive, a powered by fuel generator, a solar power source, are available. The motor is preferably a BLDC (brushless direct current) motor.

Die Begriffe elektrischer Antrieb bzw. Antrieb und Motor werden im Folgenden gleichbedeutend verwendet.The terms electrical drive or drive and motor are used in the following synonymous.

Der Antrieb kann mittels geeigneter Steuer- oder Regeleinrichtungen angesteuert werden. Die Ansteuerung des Antriebs kann manuell oder automatisiert erfolgen.The drive can be controlled by means of suitable control or regulating devices. The drive can be controlled manually or automatically.

Der Antrieb weist allgemein eine Antriebswelle oder Ausgangswelle, z. B. eine Hohlwelle aus Edelstahl, auf, welche an die an dem Heliostaten vorgesehene Welle gekoppelt ist. Die Kopplung der Ausgangswelle des elektrischen Antriebs an die Welle des Heliostaten und die Übertragung der Antriebsleistung des elektrischen Antriebs erfolgt mittels eines Getriebes.The drive generally has a drive shaft or output shaft, z. Example, a hollow shaft made of stainless steel, which is coupled to the provided on the heliostat shaft. The coupling of the output shaft of the electric drive to the shaft of the heliostat and the transmission of the drive power of the electric drive by means of a transmission.

Der Begriff Getriebe, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine Vorrichtung, welche aus einem einzigen oder mehreren gleichen oder verschiedenen Getrieben aufgebaut bzw. zusammengesetzt ist.The term transmission, as used herein, refers to a device that is composed of a single or multiple identical or different gears.

In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage umfasst das Getriebe wenigstens ein Planetengetriebe.In one embodiment of the solar thermal system according to the invention, the transmission comprises at least one planetary gear.

Das Planetengetriebe kann ein- oder mehrstufig aufgebaut sein. Das Planetengetriebe stellt vorteilhaft eine besonders kompakte Bauform bereit.The planetary gear can be constructed in one or more stages. The planetary gear advantageously provides a particularly compact design.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das Planetengetriebe ein mehrstufiges Planetengetriebe, insbesondere ein dreistufiges Planetengetriebe.In a further embodiment, the planetary gear is a multi-stage planetary gear, in particular a three-stage planetary gear.

Das Planetengetriebe kann die Antriebsleistung des elektrischen Antriebs direkt auf die Welle des Heliostaten übertragen. Das Planetengetriebe ist bevorzugt an ein weiteres Getriebe gekoppelt.The planetary gear can transmit the drive power of the electric drive directly to the shaft of the heliostat. The planetary gear is preferably coupled to another gear.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage weist das Getriebe ein Schneckengetriebe auf. In a further embodiment of the solar thermal system according to the invention, the transmission has a worm gear.

Ein Schneckengetriebe ist ein Schraubwälzgetriebe, welches in der Regel eine schraubenförmige Schnecke bzw. Schneckenwelle bzw. Schneckenzahnrad sowie ein Schneckenrad aufweist, welches bei einer Drehbewegung in die Schneckenwelle greift.A worm gear is a Schraubwälzgetriebe, which usually has a helical worm or worm shaft or worm gear and a worm wheel which engages in a rotational movement in the worm shaft.

Das Vorsehen eines Schneckengetriebes stellt eine Richtungsänderung der Übertragung der Drehbewegung, beispielsweise in eine Richtung, senkrecht zu einer Richtung der Ausgangsdrehbewegung der Antriebswelle, bereit.The provision of a worm gear provides a change in direction of the transmission of the rotational movement, for example, in a direction perpendicular to a direction of the output rotational movement of the drive shaft.

Das Schneckengetriebe kann ein dynamisches Schneckengetriebe sein. Es kann als selbstsperrendes oder selbstblockierendes Getriebe ausgestaltet sein.The worm gear can be a dynamic worm gear. It can be designed as a self-locking or self-locking gear.

Das Schneckengetriebe kann ausschließlich oder in Kombination mit einem weiteren Getriebe zum Übertragen der Antriebsleistung des elektrischen Antriebs auf die anzutreibenden bzw. zu drehenden Heliostaten vorgesehen sein.The worm gear can be provided exclusively or in combination with another gear for transmitting the drive power of the electric drive to be driven or to be rotated heliostats.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage ist das Planetengetriebe mit dem Schneckengetriebe in Reihe geschaltet.In a further embodiment of the solar thermal system according to the invention, the planetary gear is connected in series with the worm gear.

Das Planetengetriebe kann direkt oder über wenigstens ein weiteres Übertragungselement mit dem Schneckengetriebe verbunden sein.The planetary gear can be connected directly or via at least one further transmission element with the worm gear.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage ist die Schneckenwelle des Schneckengetriebes mit einer Feder vorgespannt. Die Vorspannung der Schneckenwelle kann auch durch mehrere gleichartige oder verschiedenartige Federn erreicht werden.In a further embodiment of the solar thermal system according to the invention, the worm shaft of the worm gear is biased by a spring. The bias of the worm shaft can also be achieved by a plurality of identical or different springs.

Federn, wie sie zum Vorspannen der Schneckenwelle des Schneckengetriebes verwendet werden können, schließen Ringfedern, Tellerfedern, Drehstabfedern und dergleichen ein.Springs such as may be used to bias the worm shaft of the worm gear include ring springs, cup springs, torsion bars, and the like.

Das Vorspannen der Schneckenwelle des Schneckengetriebes mittels einer Feder trägt vorteilhaft dazu bei, ein Totspiel bzw. Spiel des Schneckengetriebes, welches sich aus einem radialen Zahnspiel und einem axialen Spiel der Schneckenwelle ergeben kann, zu reduzieren. Gleichzeitig kann vorgesehen sein, das Schneckengetriebe mit einem verringerten Achsabstand bereitzustellen. Mittels des Schneckengetriebes ist es vorteilhaft möglich, ein verbleibendes Zahnspiel zu verringern.The biasing of the worm shaft of the worm gear by means of a spring advantageously contributes to a dead play of the worm gear, which may result from a radial backlash and axial play of the worm shaft to reduce. At the same time it can be provided to provide the worm gear with a reduced center distance. By means of the worm gear, it is advantageously possible to reduce a remaining backlash.

Auf diese Weise ist es vorteilhaft möglich, Abweichungen im gewünschten Winkel bzw. der gewünschten Neigung der Heliostaten zu verhindern. Die Heliostaten sind somit vorteilhaft in der Lage, die auf sie eintreffenden Sonnenstrahlen während ihres funktionellen Einsatzes dauerhaft auf einen Brennpunkt der Absorbereinrichtung zu fokussieren. Die Effizienz der solarthermischen Anlage der vorliegenden Erfindung kann somit vorteilhaft weiter verbessert werden.In this way it is advantageously possible to prevent deviations in the desired angle or the desired inclination of the heliostats. The heliostats are thus advantageously able to focus the incoming sun rays during their functional use permanently on a focal point of the absorber. The efficiency of the solar thermal system of the present invention can thus be advantageously further improved.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage steht das Schneckenrad des Schneckengetriebes in direkter Wirkverbindung mit der Welle des Heliostaten. Insbesondere ist das Schneckenrad des Schneckengetriebes über eine Welle-Nut-Verbindung an die Welle des Heliostaten angeflanscht.In a further embodiment of the solar thermal system according to the invention, the worm wheel of the worm gear is in direct operative connection with the shaft of the heliostat. In particular, the worm wheel of the worm gear is flanged via a shaft-groove connection to the shaft of the heliostat.

Das Schneckenrad kann kraft- und/oder formschlüssig mit der Welle des Heliostaten verbunden sein. Es kann direkt in körperlichem Kontakt auf die Welle des Heliostaten aufgeflanscht sein. Ferner kann eine Einrichtung zum Schutz der Welle des Heliostaten, wie ein Puffer, eine Manschette und dergleichen aus einem geeigneten Material zwischen dem äußeren Umfang der Welle des Heliostaten und dem inneren Umfang des Schneckenrads des Schneckengetriebes vorgesehen sein.The worm wheel can be non-positively and / or positively connected to the shaft of the heliostat. It can be flanged directly into physical contact with the heliostat's wave. Further, means for protecting the shaft of the heliostat, such as a buffer, a collar and the like of a suitable material between the outer periphery of the shaft of the heliostat and the inner circumference of the worm wheel of the worm gear can be provided.

Eine möglichst spielfreie Montage des Schneckenrades und des Heliostaten kann beispielsweise mittels Schrumpfpassung, einer Keilwelle oder einer eingespannten Keilwelle, Klemmen; Einspannklemmen, einer Kegelbefestigung, einer konischen Welle, einer mit Muttern versehenen (konischen) Welle und/oder mit Ringspannkupplungen und dergleichen erreicht werden.A possible backlash-free installation of the worm wheel and the heliostat can, for example by means of shrink fit, a splined shaft or a clamped splined shaft, terminals; Clamps, a tapered mounting, a conical shaft, a nutred (conical) shaft and / or with ring clamping clutches and the like can be achieved.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage weist das Getriebe eine Gesamtübersetzung von i > 30.000 auf. In a further embodiment of the solar thermal system according to the invention, the transmission has a total ratio of i> 30,000.

Die Gesamtübersetzung des Getriebes bezeichnet allgemein als Produkt aller Einzelübersetzungen. Bei einer Übersetzung (Gesamtübersetzung oder Einzelübersetzung) kann es sich gleichfalls um eine Untersetzung (i > 1) handeln.The overall ratio of the transmission is generally referred to as the product of all individual translations. A translation (overall translation or single translation) may also be a reduction (i> 1).

Die Gesamtübersetzung oder -untersetzung des Getriebes kann allgemein auf verschiedene Weise berechnet werden. Beispiele schließen bekanntermaßen eine Berechnung anhand der Größenverhältnisse einzelner Zahnräder eines Getriebes bzw. Getriebeabschnitts des Gesamtgetriebes, eine Berechnung anhand des Verhältnisses der Eingangsdrehzahl zur Ausgangsdrehzahl und dergleichen ein.The overall ratio or reduction of the transmission can generally be calculated in various ways. Examples are known to include calculation based on the size ratios of individual gears of a transmission of the overall transmission, calculation based on the ratio of input speed to output speed, and the like.

Die Gesamtübersetzung des Getriebes kann entsprechend der Art der Berechnung variieren. Unabhängig von der Art der Berechnung beträgt eine bevorzugte Mindestübersetzung des Getriebes 30.000.The overall ratio of the transmission may vary according to the type of calculation. Regardless of the type of calculation, a preferred transmission minimum ratio is 30,000.

Bevorzugt ist das Getriebe der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage wie folgt aufgebaut. In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage ist das Planetengetriebe dazu vorgesehen, die von einem elektrischen Antrieb ausgehende Antriebsleistung aufzunehmen, und über eine außen verzahnte schräg verzahnte Stirnradpaarung auf das Schneckengetriebe und von dort auf die an der Drehachse des Heliostaten vorgesehene Welle zu übertragen.Preferably, the transmission of the solar thermal system according to the invention is constructed as follows. In one embodiment of the solar thermal system according to the invention, the planetary gear is provided to receive the output of an electric drive drive power, and transmitted via an externally toothed helical Stirnradpaarung on the worm gear and from there to the provided on the axis of rotation of the heliostat shaft.

Eine derartige Zahnradpaarung kann eine schräg verzahnte Stirnradpaarung sein. Die Stirnradpaarung kann eine außenverzahnte Stirnradpaarung sein.Such a gear pairing may be a helical Stirnradpaarung. The Stirnradpaarung can be an externally toothed Stirnradpaarung.

Eine Außenverzahnung und Schrägverzahnung bietet den Vorteil eines leichteren und genaueren Laufs. Insbesondere greifen schräg verzahnte Zahnräder effizienter ineinander greifen als gerade verzahnte Zahnräder.An external toothing and helical toothing offers the advantage of an easier and more accurate run. In particular, helically meshed gears mesh more efficiently than straight toothed gears.

Ein Zahnrad der Stirnradpaarung kann auf der gleichen Welle wie das Planetengetriebe ausgeführt sein. Über die Stirnradpaarung kann das Schneckengetriebe auf einer zweiten (Antriebs-)Welle, welche parallel zu der Antriebswelle des Planetengetriebes verläuft, angeordnet sein. Das Schneckengetriebe kann parallel, jedoch gegenläufig zum Planetengetriebe, angetrieben werden.A gear of Stirnradpaarung can be carried out on the same shaft as the planetary gear. About the Stirnradpaarung the worm gear on a second (drive) shaft, which runs parallel to the drive shaft of the planetary gear, may be arranged. The worm gear can be driven in parallel, but opposite to the planetary gear.

Da die Antriebswellen im Wesentlichen in paralleler Laufrichtung angetrieben werden, werden die verschiedenen Wellen unter dem Begriff Antriebswelle zusammengefasst.Since the drive shafts are driven essentially in parallel running direction, the various shafts are combined under the term drive shaft.

Da die Antriebswelle des elektrischen Antriebs sowie auch die Welle des Heliostaten ein Drehmoment übertragen, werden sie auf Torsion beansprucht. In der mechanischen Konstruktion ist daher vorzugsweise nicht nur die Welle an sich, sondern auch die Welle-Nabe-Verbindung sorgfältig auszulegen.Since the drive shaft of the electric drive as well as the shaft of the heliostat transmit a torque, they are subjected to torsion. In the mechanical construction, therefore, preferably not only the shaft itself, but also the shaft-hub connection is to be interpreted carefully.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage weist die Gesamtkonstruktion des Getriebes einen Schlupf von nicht mehr als 5 Bogenminuten auf. Bevorzugt beträgt der Schlupf des Gesamtgetriebes 3 Bogenminuten oder weniger.In a further embodiment of the solar thermal system according to the invention, the overall construction of the transmission has a slip of not more than 5 arc minutes. Preferably, the slip of the overall gear is 3 minutes of arc or less.

Eine Ausführung der Gesamtkonstruktion des Getriebes mit einem vorteilhaft geringen Zahnspiel oder Schlupf kann beispielsweise mittels einer Getriebekonstruktion, wie sie vorstehend beschrieben wurde und welche ein Planetengetriebe, eine außenverzahnt Stirnradpaarung und ein Schneckengetriebe, die jeweils in Reihe geschaltet sind, aufweist, erreicht werden.An embodiment of the overall construction of the transmission with advantageously low backlash or slippage can be achieved, for example, by means of a gear construction as described above and having a planetary gear, an externally toothed spur gear pair and a worm gear, each connected in series.

Daneben können der elektrische Antrieb und das Getriebe der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage vorteilhaft im Wesentlichen wartungsfrei sein und im Wesentlichen keine Schmierung oder Fettung benötigen.In addition, the electric drive and the transmission of the solar thermal system according to the invention may advantageously be substantially maintenance-free and essentially require no lubrication or lubrication.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage ist der Heliostat mit einer Winkelgenauigkeit von wenigstens 0,03°, bevorzugt wenigstens 0,01°, verfahrbar.In a further embodiment of the solar thermal system according to the invention, the heliostat can be moved with an angular accuracy of at least 0.03 °, preferably at least 0.01 °.

Der Begriff Winkelgenauigkeit, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet die Genauigkeit, mit welcher der Heliostat auf einen bestimmten Winkel, zum Beispiel einen vorgegebenen Winkel in Abhängigkeit vom aktuellen Sonnenstand, verbringbar oder verfahrbar ist.The term angular accuracy, as used herein, refers to the accuracy with which the heliostat can be moved or moved to a certain angle, for example a given angle as a function of the current position of the sun.

Mittels der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage kann die Winkelgenauigkeit vorteilhaft maximiert werden, d. h. dass eine Abweichung des Heliostaten von seinem vorgegebenen einzunehmenden Winkel minimiert wird. Die Winkelgenauigkeit kann dabei beispielsweise mittels eines möglichst geringen Spiels in der Kopplung der Antriebselemente, wie des elektrischen Antriebs, des Getriebes, der Welle des Heliostaten und dergleichen, erzielt werden. Ferner kann die Winkelgenauigkeit durch geeignete Minimierung der zum Antrieb der Heliostaten verwendeten Bauteile oder durch Verringerung des Gewichts der einzelnen Komponenten der zum Antreiben oder Verfahren oder zum Halten oder Tragen des Heliostaten beteiligten Elemente oder des Heliostaten selbst erreicht werden. By means of the solar thermal system according to the invention, the angular accuracy can be advantageously maximized, ie a deviation of the heliostat from its predetermined angle to be taken is minimized. The angular accuracy can be achieved, for example, by means of the least possible play in the coupling of the drive elements, such as the electric drive, the transmission, the shaft of the heliostat and the like. Furthermore, the angular accuracy can be achieved by suitably minimizing the components used to drive the heliostats, or by reducing the weight of the individual components of the elements involved in driving or moving or supporting the heliostat, or the heliostat itself.

Heliostaten können dazu geeignet ausgestaltet sein. Beispielsweise kann eine wabenförmige Struktur der Heliostaten, welche eine auf einem Vliesgrundmaterial aufgebrachte Spiegelfolie umfassen kann, vorteilhaft zur Verringerung der Gewichtskraft des/der Heliostaten und somit zur Erhöhung der Winkelgenauigkeit und Verringerung der Abweichung beim Verfahren des/der Heliostaten beitragen.Heliostats can be designed to suit. For example, a honeycomb structure of the heliostat, which may include a mirror foil applied to a nonwoven base material, may advantageously contribute to reducing the weight of the heliostat and thus increasing the angular accuracy and reducing the deviation in the process of heliostat (s).

Ein wabenförmig ausgestalteter Heliostat kann vorteilhaft leicht ausgestaltet sein.A honeycomb-shaped heliostat can advantageously be designed easily.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage wird der elektrische Antrieb mittels eines Feldbusses angesteuert.In a further embodiment of the solar thermal system according to the invention, the electric drive is controlled by means of a fieldbus.

Ein Feldbus ist ein leitungsgebundenes serielles Bussystem, welches in der Regel dazu dient, Sensoren und Aktoren, wie den elektrischen Antrieb, mit Steuerungs- oder Regelungseinrichtungen, beispielsweise einer CPU, zu verbinden und einen Datenaustausch zwischen den einzelnen Komponenten bereitzustellen.A fieldbus is a wired serial bus system, which usually serves to connect sensors and actuators, such as the electric drive, with control or regulating devices, such as a CPU, and to provide data exchange between the individual components.

Der Feldbus kann beispielsweise als CANopen-Netzwerk ausgestaltet sein.The fieldbus can be designed, for example, as a CANopen network.

Im Gegensatz zu einer parallelen Verdrahtung ist der Feldbus vorteilhaft mit einem geringeren Verkabelungsaufwand verbunden, was wiederum Zeit bei Planung und Installation einsparen kann. Ferner stellt der Feldbus eine höhere Zuverlässigkeit und bessere Verfügbarkeit durch kurze Signalwege bereit. Aufgrund seines Vermögens, eine Eigendiagnose in Klartextanzeige zu erstellen, werden Warte- oder gar Ausfallzeiten verringert. Da Erweiterungen oder Änderungen einfach durchführbar sind, garantiert der Feldbus vorteilhaft Flexibilität.In contrast to a parallel wiring, the fieldbus is advantageously associated with less cabling, which in turn can save time during planning and installation. Further, the fieldbus provides higher reliability and better availability through short signal paths. Due to its ability to create a self-diagnosis in plain text display, waiting or even downtime is reduced. Since extensions or changes are easy to carry out, the fieldbus advantageously guarantees flexibility.

Zur Ansteuerung des elektrischen Antriebs kann ein Messwertgeber oder Kodierer vorgesehen sein.To control the electric drive, a transmitter or encoder may be provided.

Der Messwertgeber dient dazu, einen Befehl oder ein Steuersignal einer Steuereinheit an den elektrischen Antrieb zu übermitteln. Gleichzeitig kann der Messwertgeber oder Kodierer seine aktuelle Position an die Steuereinheit übermitteln.The transmitter is used to transmit a command or a control signal of a control unit to the electric drive. At the same time, the transmitter or encoder can transmit its current position to the control unit.

Der Messwertgeber oder Kodierer kann beispielsweise an einer Seite des elektrischen Antriebs oder in einem Gehäuse für den elektrischen Antrieb vorgesehen sein. Der Kodierer kann zur Signalbildung aus Bewegungen dienen. Er kann optisch, magnetisch und/oder mechanisch mit Kontakten arbeiten.The transmitter or encoder may for example be provided on one side of the electric drive or in a housing for the electric drive. The encoder can be used to signal from motion. He can optically, magnetically and / or mechanically work with contacts.

Der Kodierer ist vorzugsweise ein Absolutwertgeber. Der Absolutwertgeber kann an der Antriebswelle des elektrischen Antriebs vorgesehen sein. Er kann dazu dienen, Eingangs- oder Steuerungssignale von einer Leitzentrale an den elektrischen Antrieb zu übermitteln. Beispielsweise kann die CPU in bestimmten fest vorgegebenen oder variablen Zeitabständen Befehle bzw. Steuersignale senden, um den elektrischen Antrieb einzustellen, bis der Messwertgeber eine nächste Position erreicht.The encoder is preferably an absolute encoder. The absolute value encoder can be provided on the drive shaft of the electric drive. It can be used to transmit input or control signals from a control center to the electric drive. For example, at certain fixed or variable intervals, the CPU may send commands to adjust the electric drive until the transmitter reaches a next position.

Mit Hilfe des Ausgangssignals eines Kodierers kann die Antriebseinheit vorteilhaft reproduzierbare Bewegungen ausführen und – im Falle eines Absolutwertgebers – auch nach Abschaltung des Antriebs wieder genau in eine Ausgangsposition (Referenzposition) fahren.With the help of the output signal of an encoder, the drive unit can perform advantageously reproducible movements and - in the case of an absolute encoder - even after switching off the drive again exactly in a starting position (reference position) drive.

Die Steuereinheit zur Ansteuerung des elektrischen Antriebs, wie beispielsweise eines BLDC-Motors, kann eine BLDC-Steuereinheit sein. Die Steuereinheit kann eine Schnittstelle, z. B. eine CAN-Schnittstelle für ein CANopen-Netzwerk, aufweisen.The control unit for driving the electric drive, such as a BLDC motor, may be a BLDC control unit. The control unit can interface, z. As a CAN interface for a CANopen network, have.

Die Steuerung des elektrischen Antriebs kann mittels geeigneter Software erfolgen.The control of the electric drive can be done by means of suitable software.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage steht das Getriebe mit zwei Heliostaten in Wirkverbindung.In a further embodiment of the solar thermal system according to the invention, the transmission is in operative connection with two heliostats.

Die Ausgangswelle des elektrischen Antriebs dient dabei bevorzugt dazu, zwei Heliostaten anzutreiben. Die Heliostaten können sich dabei auf der gleichen oder auf verschiedenen Seiten des elektrischen Antriebs bzw. des Getriebes befinden. The output shaft of the electric drive preferably serves to drive two heliostats. The heliostats can be located on the same or on different sides of the electric drive or the transmission.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage sind die Heliostaten an gegenüberliegenden Getriebeseiten angeordnet.In a further development of the solar thermal system according to the invention, the heliostats are arranged on opposite transmission sides.

Der elektrische Antrieb bzw. das Getriebe kann wenigstens eine Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen je eines Heliostaten aufweisen. Eine solche Einrichtung kann eine Kupplung sein. Die Einrichtung kann dazu ausgelegt sein, den Heliostaten lösbar aufzunehmen, beispielsweise kann der Heliostat an einer Seitenflanke desselben in eine in der Kupplung vorgesehene Öffnung eingeführt oder eingesteckt werden. Die Seitenflanke kann der Breitenausdehnung des Heliostaten entsprechen. Die Kupplung kann die Seitenflanke des Heliostaten im Wesentlichen oder vollständig oder teilweise umschließen oder umgreifen. Die Kupplung oder eine andere geeignete Einrichtung zum Aufnehmen des Heliostaten kann weitere Elemente, wie Klemmen, Spangen, Spannvorrichtungen und dergleichen zum lösbaren Aufnehmen des Heliostaten aufweisen. Auch Schraubverbindungen können vorgesehen sein.The electric drive or the transmission may have at least one receiving device for receiving a heliostat each. Such a device may be a clutch. The device may be designed to releasably receive the heliostat, for example, the heliostat on a side edge of the same can be inserted or inserted into an opening provided in the coupling. The sidewall may correspond to the width extent of the heliostat. The coupling may substantially or completely enclose or embrace the sidewall of the heliostat. The clutch or other suitable means for receiving the heliostat may include other elements such as clamps, clips, tensioners, and the like for releasably receiving the heliostat. Also screw can be provided.

Der Heliostat kann auch unlösbar mit der Ausgangswelle des Antriebs verbunden sein.The heliostat may also be permanently connected to the output shaft of the drive.

In der solarthermischen Anlage der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, je einen elektrischen Antrieb zum Antreiben von mindestens zwei an gegenüberliegenden Seiten des Getriebes befindlichen Heliostaten vorzusehen. Eine Reihe mit z. B. 16 Heliostaten kann daher entsprechend beispielsweise mit nur einem mittig angeordneten elektrischen Antrieb ausgestattet sein.In the solar thermal system of the present invention may be provided to provide each an electric drive for driving at least two heliostats located on opposite sides of the transmission. A series with z. B. 16 heliostats can therefore be equipped accordingly, for example, with only a centrally arranged electric drive.

Werden mehrere Motoren für eine Reihe von Heliostaten vorgesehen, kann vorteilhaft eine Verdrehsicherheit der Heliostaten gewährleistet sein, da die Heliostaten durch ihren direkten Zusammenschluss an den Wellen oder Wellenstummeln nicht mechanisch wie eine lange Welle reagieren, welche Drehmomenten und Torsion unterliegen könnte.If several motors are provided for a number of heliostats, a helix resistance against twisting can advantageously be ensured, since the heliostats, by virtue of their direct connection to the shafts or stub shafts, do not react mechanically like a long shaft, which could be subject to torsion and torsion.

Der Heliostat kann an einer Welle befestigt sein. Der Heliostat kann einen Wellenstummel aufweisen. Die Welle oder der Wellenstummel des Heliostaten können körperlich mit der Ausgangswelle des Antriebs verbunden sein.The heliostat can be attached to a shaft. The heliostat can have a stub shaft. The shaft or stub shaft of the heliostat may be physically connected to the output shaft of the drive.

In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage sind mehrere, beispielsweise zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben oder acht, Heliostaten an einer Welle befestigt oder über ihre jeweiligen Wellen und/oder Wellenstummel aneinander gekoppelt. Die Ausgangswelle des Antriebs kann entsprechend derart ausgestaltet und vorgesehen sein, um die Antriebsleistung des elektrischen Antriebs auf die Welle der Heliostaten zu übertragen und eine Drehung derselben zu ermöglichen. In einer weiteren Ausführungsform sind wenigstens zwei Wellen, an welcher jeweils wenigstens zwei Heliostaten befestigt sind, an jeder Seite des Getriebes vorgesehen und in geeigneter Weise an die Ausgangswelle des Antriebs gekoppelt. Beispielsweise kann der Antrieb dazu ausgelegt sein, wenigstens acht Heliostaten, welche an einer Welle befestigt, oder über ihre Wellen bzw. Wellenstummel miteinander verbunden sind, auf jeder Getriebeseite vorgesehen sind, anzutreiben.In one embodiment of the solar thermal system according to the invention a plurality, for example two, three, four, five, six, seven or eight, heliostats are attached to a shaft or coupled to each other via their respective shafts and / or stub shafts. The output shaft of the drive can be configured and provided accordingly to transmit the drive power of the electric drive to the shaft of the heliostats and to allow rotation of the same. In a further embodiment, at least two shafts, to each of which at least two heliostats are attached, are provided on each side of the transmission and suitably coupled to the output shaft of the drive. For example, the drive may be designed to drive at least eight heliostats, which are attached to a shaft, or connected to one another via their shafts or stub shafts, on each side of the transmission.

In einer beispielhaften Ausführungsform sind jeweils acht Heliostaten an einer Welle gelagert, welche mit einer Seite des Getriebes verbunden ist. Der elektrische Antrieb kann daher dazu ausgelegt und in der Lage sein, eine Reihe von beispielsweise 16 Heliostaten anzutreiben.In an exemplary embodiment, eight heliostats each are mounted on a shaft which is connected to one side of the transmission. The electric drive may therefore be designed and able to drive a series of, for example, 16 heliostats.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage sind der elektrische Antrieb und das Getriebe im Wesentlichen vollständig in einem Gehäuse angeordnet. Das Gehäuse ist mit der Trägerkonstruktion der solarthermischen Anlage verbunden.In a further embodiment of the solar thermal system according to the invention, the electric drive and the transmission are arranged substantially completely in a housing. The housing is connected to the support structure of the solar thermal system.

Das Gehäuse kann einteilig gebildet sein. Es kann mittels eines Gießverfahrens oder eines Extrusionsverfahrens und dergleichen hergestellt sein. Das Gehäuse kann aus einem Material wie Aluminium-Druckguss, Edelstahl oder dergleichen hergestellt sein. Es kann ein IP54- oder ein IP65-Gehäuse sein. Das Gehäuse kann Klappen, Deckel oder dergleichen aufweisen, welche geöffnet werden können und einen Zugriff auf die im Inneren des Gehäuses befindlichen Antriebselemente gewähren können.The housing may be formed in one piece. It may be made by a casting method or an extrusion method and the like. The housing may be made of a material such as die-cast aluminum, stainless steel or the like. It can be an IP54 or an IP65 housing. The housing may include flaps, lids or the like which may be opened and allow access to the drive elements located inside the housing.

Das Gehäuse ist vorzugsweise staubdicht bzw. sanddicht und/oder UV-beständig. Es kann dazu ausgelegt sein, Temperaturen in einem Bereich von etwa –10°C bis etwa +60°C standzuhalten. Ferner kann es gegenüber einer relativen Feuchte von bis zu 100% beständig sein. Das Gehäuse dient dazu, den elektrischen Antrieb und das Getriebe gegen äußere Einflüsse, wie Umwelt- oder klimatische Bedingungen, zu schützen.The housing is preferably dustproof or sand-proof and / or UV-resistant. It may be designed to withstand temperatures in the range of about -10 ° C to about + 60 ° C. Furthermore it can resistant to a relative humidity of up to 100%. The housing serves to protect the electric drive and the gearbox against external influences, such as environmental or climatic conditions.

Das Gehäuse kann dazu ausgelegt sein, weitere Einrichtungen oder Elemente, welche beispielsweise zum Antreiben der Heliostaten oder zum Ansteuern des Antriebs vorgesehen sind, aufzunehmen. Beispielsweise kann eine Steuereinheit zum Ansteuern des elektrischen Antriebs im Gehäuse vorgesehen sein. Zu diesem Zweck kann das Gehäuse in einem Abschnitt eine Terminal-Box aufweisen. Die Terminal-Box kann gleichermaßen einteilig mit dem Gehäuse zum Aufnehmen des elektrischen Antriebs und des Getriebes ausgestaltet sein.The housing may be designed to accommodate further devices or elements which are provided, for example, for driving the heliostats or for driving the drive. For example, a control unit for controlling the electric drive can be provided in the housing. For this purpose, the housing may have a terminal box in a section. The terminal box can equally be designed in one piece with the housing for receiving the electric drive and the transmission.

Das Gehäuse kann eine Abzugsöffnung oder Belüftungseinrichtung zum Belüften des Getriebes aufweisen.The housing may have a vent or vent for venting the transmission.

Ferner kann das Gehäuse eine Öffnung oder Aussparung zum Durchführen der Ausgangswelle des elektrischen Antriebs aufweisen.Furthermore, the housing may have an opening or recess for passing through the output shaft of the electric drive.

Das Befestigen des Gehäuses an der Trägerkonstruktion kann vorteilhaft die mechanische Stabilität der Antriebselemente gewährleisten. Der elektrische Antrieb und das Getriebe können stabil und verwindungssteif befestigt sein, wodurch eine hohe Genauigkeit der Übertragung der Antriebsleistung des elektrischen Antriebs auf die Heliostaten gewährleistet werden kann. Zugleich kann die Trägerkonstruktion einen weiteren Schutz der Antriebselemente vor äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Wind, Regen, direkter Sonneneinstrahlung und dergleichen, bereitstellen.Securing the housing to the support structure can advantageously ensure the mechanical stability of the drive elements. The electric drive and the transmission can be stably and torsionally fixed, whereby a high accuracy of the transmission of the drive power of the electric drive can be ensured on the heliostats. At the same time, the support structure can provide further protection of the drive elements from external influences, such as wind, rain, direct sunlight and the like.

Das Gehäuse kann direkt mit der Trägerkonstruktion verbunden sein. Beispielsweise kann eine Außenwand des Gehäuses mit einer Innenwand oder Innenseite eines Abschnitts der Trägerkonstruktion verbunden sein. Es können Elemente zum Puffern oder (Ab)federn oder Verstärken der Verbindung zwischen der Gehäuseaußenwand und der Trägerkonstruktion vorgesehen sein.The housing can be connected directly to the support structure. For example, an outer wall of the housing may be connected to an inner wall or inside of a portion of the support structure. It can be provided for buffering or (feathers) or reinforcing the connection between the housing outer wall and the support structure elements.

Die Trägerkonstruktion kann eine zum Aufnehmen des Gehäuses in einem Abschnitt der Trägerkonstruktion geeignete Form oder Ausgestaltung aufweisen. Beispielsweise kann die Trägerkonstruktion einen kastenförmigen Bereich aufweisen. Beispielhafte Ausführungen sind in der beigefügten 7 gezeigt.The support structure may have a shape or configuration suitable for receiving the housing in a portion of the support structure. For example, the support structure may have a box-shaped area. Exemplary embodiments are in the attached 7 shown.

Um das Gehäuse mit der Trägerkonstruktion zu verbinden, kann das Gehäuse in wenigstens einem Abschnitt eine oder mehrere Öffnungen oder Bohrungen aufweisen. Das Gehäuse kann form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig mit der Trägerkonstruktion verbunden sein. Geeignete Verbindungsarten schließen ein Verschrauben, Verlöten, Verschweißen, Verkleben, Vernieten des Gehäuses mit einem Abschnitt der Trägerkonstruktion und dergleichen ein.In order to connect the housing to the support structure, the housing may have one or more openings or bores in at least one section. The housing may be positively and / or positively and / or materially connected to the support structure. Suitable types of connection include bolting, soldering, welding, gluing, riveting the housing to a portion of the support structure, and the like.

Die Befestigung des Gehäuses kann mit den gleichen Konstruktionsteilen wie bei dem Aufbau der Trägerkonstruktion erfolgen. Beispielsweise können U- und/oder T-Profile vorteilhaft dazu eingesetzt werden, um eine hohe Stabilität und Steifigkeit des Gesamtsystems zu erreichen.The attachment of the housing can be done with the same structural parts as in the structure of the support structure. For example, U- and / or T-profiles can advantageously be used to achieve high stability and rigidity of the overall system.

Die Trägerkonstruktion ist vorteilhaft dazu ausgelegt, den am Standort der erfindungsgemäßen Anlage herrschenden Bedingungen standzuhalten. Derartige Bedingungen schließen bestimmte Belastungen und auf die Trägerkonstruktion wirkenden Kräfte, wie Beanspruchung durch Wind, Erdbeben oder Erschütterungen, Wasserdruck, Sand, Staub und dergleichen ein.The support structure is advantageously designed to withstand the conditions prevailing at the site of the plant according to the invention. Such conditions include certain loads and forces acting on the support structure, such as wind, earthquake or shock, water pressure, sand, dust and the like.

Die Trägerkonstruktion ist vorzugsweise dazu ausgelegt, den besonderen Anforderungen an eine solarthermische Anlage, wie sie beispielsweise in einer Wüstengegend herrschen, zu entsprechen. Die Trägerkonstruktion kann auch dazu ausgelegt oder darauf getestet sein, Anforderungen oder Belastungen standzuhalten, die in einer Wüstengegend nicht oder im Wesentlichen nicht vorkommen, jedoch als Testbelastung verwendet werden. Beispiele schließen das Standhalten gegenüber einer Belastung durch Schnee bzw. einer Schneelast und dergleichen ein.The support structure is preferably designed to meet the particular requirements of a solar thermal system, such as prevail in a desert area, for example. The support structure may also be designed or tested to withstand demands or stresses that are not or substantially absent in a desert area, but are used as a test load. Examples include withstanding snow loading and the like.

Die Trägerkonstruktion kann beispielsweise entsprechend den Normen EN-1991-1-4 (Belastung durch Wind), NV65'99, NBE AE-88, UBC-97 (Belastung durch Erdbeben) und dergleichen getestet und ausgelegt sein. Geeignete Tests schließen das Testen bestimmter Belastungen durch Wind, beispielsweise Windstöße, die auf eine Anordnung der Heliostaten in einem Winkel von 35°, –30° oder –70°, bezogen auf einen Winkel zwischen einer Unterseite der Heliostaten und einer Ebene der Trägerkonstruktion parallel zu einer Ebene des Untergrunds, wie beispielsweise dem Erdboden, treffen, Belastungen durch Erdbeben, wie beispielsweise Erdbeben mit einer Stärke von VII auf der Richterskala und dergleichen ein.The support structure may, for example, according to EN-1991-1-4 standards (Wind load), NV65'99, NBE AE-88, UBC-97 (earthquake load), and the like. Suitable tests include the testing of certain wind loads, for example gusts, parallel to an arrangement of the heliostats at an angle of 35 °, -30 ° or -70 ° with respect to an angle between a bottom of the heliostats and a plane of the support structure one level of the subsurface such as the ground, earthquake loads such as Richter VII magnitude earthquakes and the like.

Die Winkelangaben, wie sie vorstehend angegeben sind, können sich auf ein Bezugssystem, wie beispielsweise ein Koordinatensystem, beziehen, in welchem 0° demjenigen Winkel entspricht, in welchem die Heliostaten parallel zu einer Ebene des Untergrund wie des Erdbodens und mit ihrer reflektierenden Oberfläche in Richtung Sonne zeigend angeordnet sind, 90° demjenigen Winkel entspricht, in welchem die Heliostaten senkrecht zur Ebene des Untergrunds angeordnet sind, und 180° demjenigen Winkel entspricht, in welchem die Heliostaten wiederum parallel zur Ebene des Untergrunds, jedoch mit ihrer reflektierenden Seite zum Untergrund hin angeordnet sind. Die positiven Winkelangaben können entsprechend einem Winkel der Heliostaten zwischen 0° und 180° entsprechen, die negativen Winkelangaben einem Winkel zwischen 0° und (–) 180°. Ein beispielhaftes Koordinatensystem ist in 15 gezeigt.The angle indications given above may refer to a reference system, such as a coordinate system, in which 0 ° corresponds to the angle at which the heliostats are parallel to a plane of the subsurface like the ground and with their reflecting surface in the direction Sun are arranged, 90 ° corresponds to that angle in which the heliostats are arranged perpendicular to the plane of the ground, and 180 ° corresponds to that angle in which the heliostats in turn parallel to the plane of the ground, but arranged with its reflective side to the ground are. The positive angle data can correspond to an angle of the heliostat between 0 ° and 180 °, the negative angle data to an angle between 0 ° and (-) 180 °. An exemplary coordinate system is in 15 shown.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage ist wenigstens ein Sensor zum Erfassen eines Winkels des Heliostaten an der solarthermischen Anlage vorgesehen.In a further embodiment of the solar thermal system according to the invention at least one sensor for detecting an angle of the heliostat is provided on the solar thermal system.

Der Begriff Sensor, wie er hierin verwendet wird bezeichnet eine Einrichtung, welche zum Erfassen bzw. Messen eines Winkels des Heliostaten zu einer Ebene, beispielsweise einer Ebene der Trägerkonstruktion parallel zu einem Untergrund wie dem Erdboden, geeignet und vorgesehen ist. Der Sensor kann ein Neigungssensor sein. Der gemessene oder erfasste Winkel oder die gemessene oder erfasste Neigung entspricht dabei bevorzugt dem aktuellen Winkel oder der aktuellen Neigung, welche(n) der Heliostat in Bezug auf die Ebene einnimmt, z. B. derjenige aktuelle Winkel, den der Heliostat während seines Verfahrens in Abhängigkeit vom Sonnenstand überstreicht.As used herein, the term sensor refers to means suitable and provided for sensing an angle of the heliostat to a plane, such as a plane of the support structure parallel to a ground such as the ground. The sensor may be a tilt sensor. The measured or detected angle or the measured or detected inclination preferably corresponds to the current angle or the current inclination, which (s) the heliostat occupies with respect to the plane, z. For example, the current angle that sweeps the heliostat during its process depending on the position of the sun.

Da die Genauigkeit der Positionierung des/der Heliostaten von der Auflösung zwischen der Position des Sensors abhängen kann, werden vorzugsweise geeignete hochauflösende Sensoren verwendet.Since the accuracy of the positioning of the heliostat (s) may depend on the resolution between the position of the sensor, suitable high resolution sensors are preferably used.

Der Sensor oder eine Vielzahl von Sensoren kann an verschiedenen Positionen der solarthermischen Anlage vorgesehen sein. Beispiele schließen eine Anordnung am elektrischen Antrieb und/oder am Getriebe, am Gehäuse, an der Trägerkonstruktion und/oder am Heliostaten selbst ein. In einer Anordnung, an der jeweils ein Heliostat an einer Seite des Getriebes vorgesehen ist, kann jeweils ein Sensor am Heliostaten vorgesehen sein. Eine beispielhafte Ausführung ist in 9 gezeigt.The sensor or a plurality of sensors may be provided at different positions of the solar thermal system. Examples include an arrangement on the electric drive and / or on the gearbox, on the housing, on the support structure and / or on the heliostat itself. In an arrangement, on each of which a heliostat is provided on one side of the transmission, one sensor may be provided on each heliostat. An exemplary embodiment is in 9 shown.

Die Ansteuerung des elektrischen Antriebs kann beispielsweise so erfolgen, dass die CPU in bestimmten fest vorgegebenen oder variablen Zeitabständen Befehle bzw. Steuersignale sendet, um den elektrischen Antrieb einzustellen, bis der Sensor eine nächste Position erreicht. Die Anpassung- oder Einstellzeit kann z. B. etwa 1 s betragen.The control of the electric drive can for example be such that the CPU sends commands or control signals in certain fixed or variable time intervals to adjust the electric drive until the sensor reaches a next position. The adaptation or setup time can z. B. be about 1 s.

In einer Ausführung, in der eine Reihe von Heliostaten an einer Welle befestigt ist, welche durch die Antriebswelle des elektrischen Antriebs gedreht wird, kann z. B. ein Sensor pro Heliostatenreihe bzw. ein Sensor für die Heliostaten auf jeder Seite des Getriebes vorgesehen sein.In an embodiment in which a series of heliostats is mounted on a shaft which is rotated by the drive shaft of the electric drive, z. B. one sensor per heliostat row or a sensor for the heliostats be provided on each side of the transmission.

Der Sensor kann vorteilhaft ein Feedback-System bereitstellen, da er eine absolute Position des oder der Heliostaten erfassen und an eine Steuereinheit übermitteln kann. Auf diese Weise kann vorteilhaft eine exakte Steuerung der Heliostaten erfolgen und die Effizienz der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage vorteilhaft weiter erhöht werden.The sensor can advantageously provide a feedback system, since it can detect an absolute position of the heliostat (s) and transmit it to a control unit. In this way, can advantageously be carried out an exact control of the heliostats and the efficiency of the solar thermal system according to the invention advantageously further increased.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage sind die Heliostaten mittels eines Langsamgangs zum Verfahren der Heliostaten in Abhängigkeit vom Sonnenstand oder mittels eines Schnellgangs verfahrbar.In a further embodiment of the solar thermal system according to the invention, the heliostats can be moved by means of a slow motion for moving the heliostats as a function of the position of the sun or by means of an overdrive.

Der Begriff Langsamgang, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine Verfahrweise, welche während des funktionellen Betriebs der Heliostaten dazu dienen kann, die Heliostaten in geeigneter Weise dem Sonnenstand nachzuführen. Die Nachführung der Heliostaten kann kontinuierlich oder in diskreten Stufen erfolgen. Eine kontinuierliche Nachführung der Heliostaten ist bevorzugt.The term slow speed as used herein refers to a mode of operation which, during the functional operation of the heliostat, may serve to track the heliostats in an appropriate manner to the position of the sun. The tracking of the heliostats can be done continuously or in discrete stages. Continuous tracking of the heliostats is preferred.

Der Langsamgang kann eine Geschwindigkeit von 0,01°/sec bis 0,05°/sec aufweisen. Beispielsweise kann der Langsamgang eine Geschwindigkeit von etwa 0,03°/sec, was 90°/12 h entspricht, aufweisen.The slow speed may have a speed of 0.01 ° / sec to 0.05 ° / sec. For example, the slow speed may have a speed of about 0.03 ° / sec, which corresponds to 90 ° / 12 h.

Das Verfahren der Heliostaten im Langsamgang kann vorteilhaft durch eine hohe Untersetzung der Antriebsleistung des elektrischen Antriebs bzw. des Motors auf die Welle der Heliostaten erreicht werden. So kann beispielsweise entsprechend eine große Antriebsleistung mit einer Drehzahl von z. B. etwa 200 Umdrehungen pro Minute (rpm) auf eine Drehzahl des Schneckenrades bzw. der Welle der Heliostaten von etwa 0,005 Umdrehungen pro Minute untersetzt werden. The method of heliostats in slow speed can be advantageously achieved by a high reduction of the drive power of the electric drive or the motor to the shaft of the heliostats. Thus, for example, a large drive power with a speed of z. B. about 200 revolutions per minute (rpm) are reduced to a speed of the worm wheel or the shaft of the heliostat of about 0.005 revolutions per minute.

Der Langsamgang des elektrischen Antriebs wird vorteilhaft dazu eingesetzt, die Heliostaten möglichst genau an den momentanen Sonnenstand anzupassen. Auf diese Weise ist es vorteilhaft möglich, die Heliostaten exakt so auszurichten, dass sie die eingehenden Sonnenstrahlen im Wesentlichen vollständig zur Absorbereinrichtung reflektieren können.The slow speed of the electric drive is advantageously used to adjust the heliostats as accurately as possible to the current position of the sun. In this way it is advantageously possible to align the heliostats exactly so that they can substantially completely reflect the incoming sunrays to the absorber device.

Der Begriff Schnellgang, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine Verfahrweise, welche dazu eingesetzt werden kann, die Heliostaten in eine Position ihres nicht-funktionellen Betriebs, z. B. eine Position zur Reinigung der Heliostaten, eine Verstauposition der Heliostaten über Nacht oder dergleichen, zu verbringen. Die Heliostaten können kontinuierlich oder in diskreten Stufen in eine Position ihres nicht-funktionellen Betriebs verbracht werden, wobei auch hier eine kontinuierliche Verfahrweise bevorzugt ist.The term overdrive, as used herein, refers to a method of operation which can be used to move the heliostats to a position of non-functional operation, e.g. B. to spend a position for cleaning the heliostats, a stowage position of the heliostats overnight or the like. The heliostats can be moved continuously or in discrete stages to a position of their non-functional operation, whereby a continuous method of operation is also preferred here.

Insbesondere kann eine Position zur Reinigung des Heliostaten eine Anordnung des Heliostaten „über Kopf”, wobei die reflektierende Oberfläche des Heliostaten einem Untergrund wie dem Erdboden zugewendet ist, entsprechen Der Schnellgang kann eine Geschwindigkeit von über 0,4°/sec, insbesondere z. B. 0,4°/sec bis 0,8°/sec aufweisen. Insbesondere kann die Geschwindigkeit des Schnellgangs etwa 0,6°/sec, was 180°/5 min entspricht, aufweisen. Die Heliostaten können beispielsweise in etwa 5 min in eine Verstauposition gebracht werden.In particular, a position for cleaning the heliostat can correspond to an arrangement of the heliostat "overhead", with the reflective surface of the heliostat facing a ground such as the ground. The overdrive can reach a speed of over 0.4 ° / sec, in particular z. B. 0.4 ° / sec to 0.8 ° / sec. In particular, the speed of the overdrive may be about 0.6 ° / sec, which corresponds to 180 ° / 5 min. For example, the heliostats can be placed in a stowed position in about 5 minutes.

Während des Schnellgangs kann die Antriebsleistung mit einer Drehzahl von z. B. etwa 4.000 Umdrehungen pro Minute (rpm) auf eine Drehzahl des Schneckenrades bzw. der Welle der Heliostaten von etwa 0,1 Umdrehungen pro Minute untersetzt werden.During overdrive, the drive power at a speed of z. B. about 4,000 revolutions per minute (rpm) are reduced to a speed of the worm wheel or the shaft of the heliostat of about 0.1 revolutions per minute.

Der Schnellgang der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage kann vorteilhaft ein schnelles Verfahren der Heliostaten zu nicht-funktionellen Zwecken derselben zulassen. Auf diese Weise kann es vorteilhaft möglich sein, die Heliostaten z. B. am Abend auf zeitsparende Weise in eine gewünschte Position zu verbringen. Für die funktionelle Nutzung der Heliostaten am nächsten Tag können diese beispielsweise vor Sonnenaufgang in die Ausgangsposition, zum Beispiel in eine Anordnung von 70° bezogen auf eine Ebene des Untergrunds, zum Erfassen der ersten Sonnenstrahlen aus dem Osten, angeordnet werden.The overdrive of the solar thermal system according to the invention can advantageously allow a rapid method of heliostats for non-functional purposes of the same. In this way it may be advantageously possible, the heliostat z. B. in the evening in a time-saving manner to spend in a desired position. For the functional use of heliostats the next day they can, for example, before sunrise in the starting position, for example, in an arrangement of 70 ° relative to a plane of the ground, arranged to detect the first rays of sun from the east.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage ist ein Drehwinkel β der Heliostaten größer 90°, bevorzugt größer 180°, weiter bevorzugt größer 200°, insbesondere einschließlich 300°. Ein maximaler Drehwinkel β kann zum Beispiel genau 300° betragen.In a further embodiment of the solar thermal system according to the invention, a rotation angle β of the heliostats is greater than 90 °, preferably greater than 180 °, more preferably greater than 200 °, in particular including 300 °. A maximum angle of rotation β may be exactly 300 °, for example.

Ein Drehwinkel β der Heliostaten, wie er hierin verwendet wird, kann einen Winkel der Heliostaten bezogen auf eine Ebene eines Bezugssystems, wie beispielsweise der Trägerkonstruktion, die parallel zum Untergrund ist, oder des Untergrunds selbst, bezeichnen.As used herein, an angle of rotation β of the heliostats may refer to an angle of the heliostat relative to a plane of a frame of reference, such as the support structure parallel to the ground, or the ground itself.

Das Vorsehen eines Drehwinkels von mehr als 180° und insbesondere bis einschließlich 300° kann vorteilhaft dazu beitragen, eine größere Flexibilität der solarthermischen Anlage der vorliegenden Erfindung zu gewährleisten. Zugleich kann vorteilhaft sichergestellt sein, dass Drehwinkel von z. B. als 180° nicht zu einer Beschädigung oder Zerstörung der Anlage führen.The provision of a rotation angle of more than 180 ° and in particular up to and including 300 ° can advantageously contribute to ensuring a greater flexibility of the solar thermal system of the present invention. At the same time can be advantageously ensured that rotation angle of z. B. as 180 ° do not lead to damage or destruction of the system.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen solarthermischen Anlage ist wenigstens eine Sicherheitskupplung zum Schutz des Getriebes und/oder der Heliostaten vorhanden.In a further embodiment of the solar thermal system according to the invention, at least one safety coupling for protecting the transmission and / or the heliostat is provided.

Der Begriff Sicherheitskupplung, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine Einrichtung, welche das Getriebe vor Schäden, die z. B. durch Blockieren und/oder Überbelastung der Antriebselemente hervorgerufen werden können, schützt. Beispielsweise kann die Sicherheitskupplung zwei Antriebselemente voneinander trennen, z. B. eine Zahnradverbindung auskuppeln oder aushebeln, wenn das Drehmoment eine zulässige Grenze überschreitet. Die Sicherheitskupplung kann auch eingreifen, wenn beispielsweise ein Blitz einschlägt, wenn die Steuerung ein unsinniges Steuerungssignal liefert, der elektrische Antrieb durchdreht und dergleichen.The term safety clutch, as used herein, means a device which protects the transmission from damage, such. B. can be caused by blocking and / or overloading of the drive elements protects. For example, the safety coupling two drive elements separate from each other, for. B. disengage or lever out a gear connection when the torque exceeds an allowable limit. The safety clutch may also intervene when, for example, lightning strikes, when the controller provides a nonsensical control signal, that drives electrical power, and the like.

Die Sicherheitskupplung kann an verschiedenen Stellen bzw. Positionen des Antriebs bzw. des Getriebes vorgesehen sein. Mögliche Ausgestaltungen einer Sicherheitskupplung bei der vorstehend beschriebenen Ausführung des Getriebes schließen eine oder mehrere Sicherheitskupplungen zwischen dem elektrischen Antrieb und dem Planetengetriebe, zwischen dem Planetengetriebe und der außen verzahnten Stirnradpaarung, zwischen der Stirnradpaarung und dem Schneckengetriebe und/oder zwischen dem Schneckenrad und der Welle der Heliostaten ein. The safety coupling may be provided at various locations or positions of the drive or the transmission. Possible embodiments of a safety coupling in the embodiment of the transmission described above include one or more safety clutches between the electric drive and the planetary gear, between the planetary gear and the externally toothed Stirnradpaarung, between the Stirnradpaarung and the worm gear and / or between the worm wheel and the shaft of the heliostats one.

Die Sicherheitskupplung stellt vorteilhaft eine Not-Aus-Funktion bereit. Dies kann wiederum vorteilhaft dazu dienen, den elektrischen Antrieb und das Getriebe vor einer Übersteuerung zu schützen. Auf diese Weise kann vorteilhaft eine Beschädigung der Heliostaten vermieden werden.The safety coupling advantageously provides an emergency stop function. This in turn can serve advantageously to protect the electric drive and the transmission from overdriving. In this way, damage to the heliostats can advantageously be avoided.

Mit der solarthermischen Anlage gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorteilhaft eine effiziente Ausnutzung der auf die Heliostaten auftreffenden Sonneneinstrahlung erreicht werden. Gleichzeitig kann es vorteilhaft möglich sein, einen guten Kompromiss zwischen einer ausreichend hohen Gesamtübersetzung und einem hinreichend kleinen Schlupf oder Zahnspiel zu erreichen. Somit kann eine gute Gesamtübersetzung der Antriebsleistung auf die Drehbewegung der Heliostaten erreicht und gleichzeitig eine hohe Winkelgenauigkeit der Heliostaten gewährleistet werden.With the solar thermal system according to the present invention can advantageously be achieved an efficient utilization of the incident on the heliostats solar radiation. At the same time, it may advantageously be possible to achieve a good compromise between a sufficiently high total ratio and a sufficiently small amount of slippage or backlash. Thus, a good overall translation of the drive power can be achieved on the rotational movement of the heliostats and at the same time a high angular accuracy of the heliostats can be ensured.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder identische Elemente. Es gilt:Hereinafter, the present invention will be described by way of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. In the drawing, like reference characters designate like or identical elements. The following applies:

1 zeigt eine schematisch vereinfachte Darstellung der Antriebselemente gemäß einer Ausführungsform der solarthermischen Anlage der vorliegenden Erfindung; 1 shows a schematically simplified representation of the drive elements according to an embodiment of the solar thermal system of the present invention;

2 zeigt eine perspektivische Frontansicht eines geschlossenen Gehäuses in einer senkrechten Anordnung; 2 shows a front perspective view of a closed housing in a vertical arrangement;

3 zeigt eine perspektivische Frontansicht des Gehäuses aus 2 in einem ersten geöffneten Zustand; 3 shows a front perspective view of the housing 2 in a first opened state;

4 zeigt eine perspektivische Frontansicht des Gehäuses aus 2 oder 3 in einem zweiten geöffneten Zustand; 4 shows a front perspective view of the housing 2 or 3 in a second opened state;

5 zeigt eine schematische Darstellung eines Schneckengetriebes; 5 shows a schematic representation of a worm gear;

6 zeigt einen Graphen, der die Abweichung eines Heliostaten über den Abstand des Heliostaten zum Brennpunkt einer Absorbereinrichtung veranschaulicht; 6 shows a graph illustrating the deviation of a heliostat over the distance of the heliostat to the focal point of an absorber device;

7A–C zeigen jeweils Ausführungen der Positionierung des Gehäuses in bzw. an einem Abschnitt einer Trägerkonstruktion; 7A -C each show embodiments of the positioning of the housing in or on a portion of a support structure;

8 zeigt eine Frontansicht des in bzw. an der Trägerkonstruktion positionierten Gehäuses; 8th shows a front view of the housing positioned in or on the support structure;

9 zeigt eine perspektivische Frontansicht des Gehäuses mit Heliostaten; 9 shows a front perspective view of the housing with heliostats;

10 zeigt eine weitere perspektivische Frontansicht des Gehäuses mit Heliostaten; 10 shows another perspective front view of the housing with heliostats;

11 zeigt schematisch eine Ankopplung einer Kupplung an die Antriebselemente; 11 schematically shows a coupling of a coupling to the drive elements;

12 zeigt schematisch vereinfacht eine Ansteuerung der Heliostaten; 12 schematically shows a simplified control of the heliostat;

13 zeigt schematisch vereinfacht eine weitere Ansteuerung der Heliostaten; 13 schematically shows a simplified control of the heliostat;

14 zeigt eine perspektivische Frontansicht der Antriebselemente in einer waagrechten Anordnung; und 14 shows a front perspective view of the drive elements in a horizontal arrangement; and

15 veranschaulicht die Drehbewegung eines Heliostaten. 15 illustrates the rotation of a heliostat.

1 zeigt eine schematisch vereinfachte Darstellung der Antriebselemente 100 gemäß einer Ausführungsform der solarthermischen Anlage der vorliegenden Erfindung. 1 shows a schematically simplified representation of the drive elements 100 according to one embodiment of the solar thermal system of the present invention.

Die Antriebselemente 100 weisen einen elektrischen Antrieb 1 und ein Getriebe 3 auf.The drive elements 100 have an electric drive 1 and a gearbox 3 on.

Der elektrische Antrieb 1 kann ein BLDC-Motor sein. Der elektrische Antrieb 3 kann mit einer Eingangsspannung von 12 V Gleichspannung betrieben werden. Der elektrische Antrieb 1 kann ein Torsionsdrehmoment M_t in einem Bereich von 0,01 bis 0,03 Nm aufweisen. Zum Verfahren der Heliostaten im Langsamgang kann der elektrische Antrieb 1 mit einer Drehzahl n_c in einem Bereich von 150 bis 200 U/min (rpm, rounds per minute). Zum Verfahren der Heliostaten im Schnellgang kann der elektrische Antrieb 1 mit einer Drehzahl n_s in einem Bereich von 3.500 bis 4000 U/min (rpm).The electric drive 1 can be a BLDC motor. The electric drive 3 can be operated with an input voltage of 12 V DC. The electric drive 1 may have a torsion torque M _t in a range of 0.01 to 0.03 Nm. For the operation of the heliostats in slow motion, the electric drive 1 at a speed n _c in a range of 150 to 200 rpm (rpm, rounds per minute). For the operation of the heliostats in overdrive, the electric drive 1 at a speed n _s in a range of 3,500 to 4,000 rpm (rpm).

Ein Strom des nominalen Drehmoments des elektrischen Antriebs 1 I_n kann im Bereich von 0,5–1 A liegen. Ein Strom des maximalen Drehmoments I_max des elektrischen Antriebs 1 kann im Bereich von 1 bis 3 A liegen.A current of the nominal torque of the electric drive 1 I _n can be in the range of 0.5-1 A A current of the maximum torque I _{max of} the electric drive 1 can range from 1 to 3 amps.

Über eine zentrale Steuereinheit, beispielsweise eine CPU (in 1 nicht gezeigt) einer Schaltzentrale wird ein Steuersignal an eine Steuereinheit 5 zum Ansteuern des elektrischen Antriebs 1 geleitet.Via a central control unit, for example a CPU (in 1 not shown) of a control center is a control signal to a control unit 5 for driving the electric drive 1 directed.

Das Getriebe 3 ist über eine Ausgangswelle 7 des elektrischen Antriebs 1 mit dem elektrischen Antrieb 1 verbunden.The gear 3 is over an output shaft 7 of the electric drive 1 with the electric drive 1 connected.

Das Getriebe 3 weist ein Planetengetriebe 9 auf. In 1 ist das Planetengetriebe 9 beispielhaft als dreistufiges Planetengetriebe ausgeführt.The gear 3 has a planetary gear 9 on. In 1 is the planetary gear 9 exemplified as a three-stage planetary gear.

Eine Eingangsdrehzahl des Planetengetriebes 9 entspricht einer Ausgangsdrehzahl des elektrischen Antriebs 1. Beispielsweise kann eine Eingangsdrehzahl n_c des Planetengetriebes 9 im Langsamgang des elektrischen Antriebs 1 in einem Bereich von 100 bis 200 rpm liegen, eine Eingangsdrehzahl n_s im Schnellgang des elektrischen Antriebs 1 liegt in einem Bereich von 3000 bis 4000 rpm.An input speed of the planetary gear 9 corresponds to an output speed of the electric drive 1 , For example, an input speed n _{c of} the planetary gear 9 in the slow speed of the electric drive 1 are in a range of 100 to 200 rpm, an input speed n _s in the overdrive of the electric drive 1 is in a range of 3000 to 4000 rpm.

Eine Gesamtübersetzung i_ges des Planetengetriebes beträgt beispielsweise 128.A total ratio i _{ges of} the planetary gear is 128, for example.

Am Ausgang des Planetengetriebes 9 ist ein Kugellager 11 vorgesehen.At the output of the planetary gear 9 is a ball bearing 11 intended.

Das Planetengetriebe 9 ist über die Ausgangswelle 7 an eine schräg verzahnte, außen verzahnte Stirnradpaarung 13 gekoppelt.The planetary gear 9 is over the output shaft 7 to a helical, externally toothed Stirnradpaarung 13 coupled.

Eine Eingangsdrehzahl der schräg verzahnten, außen verzahnten Stirnradpaarung 13 entspricht einer Ausgangsdrehzahl des Planetengetriebes 9.An input speed of the helical, externally toothed Stirnradpaarung 13 corresponds to an output speed of the planetary gear 9 ,

Die schräg verzahnte, außen verzahnte Stirnradpaarung 13 übersetzt die Antriebsleistung des elektrischen Antriebs 1 von der Ausgangswelle 7 des elektrischen Antriebs 1 auf eine zweite Welle 15, welche parallel, jedoch gegenläufig zu der Antriebswelle 7 angetrieben wird.The helical, externally toothed spur gear pairing 13 translates the drive power of the electric drive 1 from the output shaft 7 of the electric drive 1 on a second wave 15 , which are parallel, but opposite to the drive shaft 7 is driven.

Die Welle 15 kann eine Edelstahl-Hohlwelle sein. Sie kann einen Durchmesser von 30 mm aufweisen.The wave 15 can be a stainless steel hollow shaft. It can have a diameter of 30 mm.

Über die zweite Welle 15 wird ein Schneckengetriebe 17 angetrieben. Das Schneckengetriebe 17 ist mittels einer Feder 19, wie beispielsweise einer Tellerfeder, vorgespannt.About the second wave 15 becomes a worm gear 17 driven. The worm gear 17 is by means of a spring 19 , such as a plate spring, biased.

Eine Eingangsdrehzahl des Schneckengetriebes 17 entspricht einer Ausgangsdrehzahl der schräg verzahnten, außen verzahnten Stirnradpaarung 13.An input speed of the worm gear 17 corresponds to an output speed of the helical, externally toothed Stirnradpaarung 13 ,

Das Schneckengetriebe 17 kann ein Torsionsdrehmoment M_t in einem Bereich von 5 bis 6 Nm aufweisen. Die Gesamtuntersetzung des Schneckengetriebes 17 liegt in einem Bereich von 85 bis 95.The worm gear 17 may have a torsion torque M _t in a range of 5 to 6 Nm. The overall reduction of the worm gear 17 is in the range of 85 to 95.

Das Schneckengetriebe 17 weist eine Schneckenwelle 21 sowie ein Schneckenrad 23 auf. Das Schneckenrad 23 ist im Betrieb der solarthermischen Anlage auf eine Welle eines Heliostaten (hier nicht gezeigt) aufgeflanscht. Zum Koppeln der Welle des (der) Heliostaten an die Getriebewelle, weist das Schneckenrad 23 eine Öffnung 25 auf.The worm gear 17 has a worm shaft 21 and a worm wheel 23 on. The worm wheel 23 is flanged in the operation of the solar thermal system on a wave of a heliostat (not shown here). To couple the shaft of the heliostat (s) to the gear shaft, the worm wheel points 23 an opening 25 on.

Die Übertragung der Antriebsleistung des elektrischen Antriebs 1 auf die zu drehenden Heliostaten kann bei einem Torsionsdrehmoment M_t in einem Bereich von 100 bis 140 Nm erfolgen. Die Drehzahl n_c, mit welcher die Heliostaten im Langsamgang des elektrischen Antriebs 1 verfahren werden, beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel 0,005 rpm. Die Drehzahl n_s, mit welcher die Heliostaten im Schnellgang des elektrischen Antriebs 1 verfahren werden, beträgt vorzugsweise 0,1 rpm. The transmission of the drive power of the electric drive 1 on the heliostats to be rotated can be carried out at a torsional torque M _t in a range of 100 to 140 Nm. The speed n _c at which the heliostats in the slow speed of the electric drive 1 be in the present embodiment, 0.005 rpm. The speed n _s , with which the heliostats in overdrive of the electric drive 1 be moved, is preferably 0.1 rpm.

An den Antriebselementen 100 kann ein Messwertgeber oder Absolutwertgeber 27 vorgesehen sein. Der Absolutwertgeber 27 kann an der Antriebswelle 7 des elektrischen Antriebs 1 vorgesehen sein.At the drive elements 100 can be a transmitter or absolute encoder 27 be provided. The absolute encoder 27 can be on the drive shaft 7 of the electric drive 1 be provided.

Die Ansteuerung der Antriebselemente 100 kann mittels eines Feldbusses 29, wie eines CANopen-Netzwerks, erfolgen. Die Versorgungsspannung kann 380 V betragen. Es wird zum Beispiel davon ausgegangen, dass am Standort der solarthermischen Anlage der vorliegenden Erfindung eine Spannung von 230 V Wechselspannung, einphasig verfügbar ist.The activation of the drive elements 100 can by means of a fieldbus 29 , like a CANopen network. The supply voltage can be 380V. It is assumed, for example, that at the site of the solar thermal system of the present invention, a voltage of 230 V AC, single-phase available.

2 zeigt eine perspektivische Frontansicht eines geschlossenen Gehäuses 31 in einer senkrechten Anordnung. 2 shows a front perspective view of a closed housing 31 in a vertical arrangement.

Das Gehäuse 31 ist beispielsweise mittels eines Gießverfahrens aus Aluminium-Druckguss hergestellt.The housing 31 is made, for example, by means of a casting process of die-cast aluminum.

Das Gehäuse 31 weist in seinem Inneren Platz zum Aufnehmen des elektrischen Antriebs (in 2 nicht gezeigt) und des Getriebes (in 2 ebenfalls nicht gezeigt) auf.The housing 31 has in its interior space for receiving the electric drive (in 2 not shown) and the transmission (in 2 also not shown).

In einem oberen Teil (bezogen auf die Darstellung in 2) weist das Gehäuse 31 eine Aussparung 33 auf. In dieser Aussparung 33 ist die Welle 15 angeordnet, um mit einer Welle des (der) Heliostaten verbunden werden zu können.In an upper part (referring to the illustration in 2 ) has the housing 31 a recess 33 on. In this recess 33 is the wave 15 arranged to be connected to a wave of the heliostat (s).

Das Gehäuse 31 weist eine Belüftungseinrichtung 34 zum Belüften der Antriebselemente auf.The housing 31 has a ventilation device 34 for venting the drive elements.

Das Gehäuse 31 weist eine Terminal-Box 35 auf. Die Terminal-Box 35 ist zum Aufnehmen der Steuereinheit 5 geeignet. Die Terminal-Box 35 zum Aufnehmen der Steuereinheit 5 ausgestaltet sein.The housing 31 has a terminal box 35 on. The terminal box 35 is for picking up the control unit 5 suitable. The terminal box 35 for picking up the control unit 5 be designed.

Zum Befestigen des Gehäuses 31 an einer Trägerkonstruktion kann das Gehäuse 31 mehrere Bohrungen 37 aufweisen. Beispielsweise kann das Gehäuse 31, wie in 2 gezeigt, vier Bohrungen 37 aufweisen. Die Bohrungen 37 können zur Befestigung des Gehäuses 31 an der Trägerkonstruktion mittels Schrauben, wie M8-Schrauben, geeignet und vorgesehen sein.To attach the housing 31 on a support structure, the housing 31 several holes 37 exhibit. For example, the housing 31 , as in 2 shown four holes 37 exhibit. The holes 37 Can be used to attach the housing 31 be suitable and provided on the support structure by means of screws, such as M8 screws.

Zum Abdecken und Schützen der im Inneren des Gehäuses 31 befindlichen Antriebselemente (in 2 nicht gezeigt), weist das Gehäuse 31 eine erste Abdeckung 39 und eine zweite Abdeckung 41 auf.To cover and protect the inside of the case 31 located drive elements (in 2 not shown), the housing has 31 a first cover 39 and a second cover 41 on.

3 zeigt eine perspektivische Frontansicht des Gehäuses 31 in einem ersten geöffneten Zustand. In dem in 3 gezeigten Zustand ist die erste Abdeckung des Gehäuses 31 entfernt, so dass ein Teil der außen verzahnten schräg verzahnte Stirnradpaarung 13 und die Schneckenwelle 21 sowie das Schneckenrad 23 des Schneckengetriebes 17 zu sehen sind. 3 shows a front perspective view of the housing 31 in a first opened state. In the in 3 shown state is the first cover of the housing 31 removed so that part of the externally toothed helical Stirnradpaarung 13 and the worm shaft 21 as well as the worm wheel 23 of the worm gear 17 you can see.

Wie in 3 gezeigt ist, ist das Schneckengetriebe 17 an einer Seitenfläche (in der Darstellung in 3 einer oberen Seitenfläche) gegen eine Kopfplatte 43 des Gehäuses 31 abgestützt.As in 3 is shown is the worm gear 17 on a side surface (in the illustration in 3 an upper side surface) against a head plate 43 of the housing 31 supported.

Die zweite Abdeckung 41 ist geschlossen.The second cover 41 is closed.

4 zeigt eine perspektivische Frontansicht des Gehäuses aus 2 oder 3 in einem zweiten geöffneten Zustand. 4 shows a front perspective view of the housing 2 or 3 in a second open state.

Die erste Abdeckung 39 ist geschlossen. Die zweite Abdeckung ist entfernt, so dass das Planentengetriebe 9, der elektrische Antrieb 1 und der Absolutwertgeber 27 zu sehen sind.The first cover 39 is closed. The second cover is removed, leaving the tarpaulin gear 9 , the electric drive 1 and the absolute encoder 27 you can see.

5 zeigt eine schematische Darstellung des Schneckengetriebes 17. 5 shows a schematic representation of the worm gear 17 ,

Die Schneckenwelle 21 ist an einer Seite (in 5 der linken Seite) mit der Feder 19 vorgespannt.The worm shaft 21 is on one side (in 5 the left side) with the spring 19 biased.

Wie in der in 5 gezeigten Darstellung gut zu erkennen ist, wird die Antriebsleitung der Antriebselemente mittels des Schneckenrades 23 des Schneckengetriebes in einer Richtung senkrecht zu Richtung der Antriebswelle umgelenkt. Die Richtung des Antriebs der Heliostaten kann daher einer Richtung auf den Betrachter der 5 zu entsprechen. Eine Rotation der an die Antriebselemente gekoppelten Heliostaten kann daher einer Rotation nach rechts oder links (bezogen auf die Darstellung der 5) entsprechen. As in the 5 is clearly visible, the drive line of the drive elements by means of the worm wheel 23 of the worm gear is deflected in a direction perpendicular to the direction of the drive shaft. The direction of propulsion of the heliostats can therefore be a direction towards the viewer 5 correspond to. A rotation of the heliostats coupled to the drive elements can therefore be a rotation to the right or left (based on the representation of the 5 ) correspond.

Eine Welle der Heliostaten, an welcher die Heliostaten gelagert sind, kann in die Öffnung 25 des Schneckenrades 23 eingeführt werden.A wave of heliostats, on which the heliostats are stored, can enter the opening 25 of the worm wheel 23 be introduced.

In 5 ist gut zu erkennen, dass sowohl die Stirnradpaarung 13 als auch die Schneckenwelle 21 schräg verzahnt sowie außen verzahnt ausgestaltet sind. Auf diese Weise kann es vorteilhaft möglich sein, einen ruhigeren Lauf mit weniger Zahnspiel bereitzustellen. Der Schlupf des Getriebes kann so vorteilhaft minimiert werden.In 5 It is easy to see that both the spur gear pairing 13 as well as the worm shaft 21 obliquely toothed and externally toothed designed. In this way, it may be advantageously possible to provide a smoother run with less backlash. The slip of the transmission can be minimized so advantageous.

Ein hoher Schlupf könnte zu starken Abweichungen im gewünschten Winkel der Heliostaten während ihres Verfahrens führen.A high slip could lead to large deviations in the desired angle of the heliostat during their process.

6 zeigt einen Graphen, der die Abweichung der Heliostaten über den Abstand der Heliostaten zum Brennpunkt einer Absorbereinrichtung veranschaulicht. Die x-Achse des Graphen gibt den Abstand des Heliostaten vom Brennpunkt der Absorbereinrichtung in [mm] an. Die y-Achse gibt die Abweichungen des Heliostaten von ihrer gewünschten Position in [mm] an. Die Graphen wurden in Abhängigkeit von verschiedenen Werten für ein auftretendes Zahnspiel aufgezeichnet. 6 shows a graph illustrating the deviation of the heliostat over the distance of the heliostat to the focal point of an absorber device. The x-axis of the graph indicates the distance of the heliostat from the focal point of the absorber in [mm]. The y-axis indicates the deviations of the heliostat from its desired position in [mm]. The graphs were recorded as a function of various values for a backlash occurring.

Wie in Fig. zu erkennen ist, würde eine Abweichung der Heliostaten bei z. B. 12 Bogenminuten bei einem Abstand des Heliostaten vom Brennpunkt der Absorbereinrichtung von etwa 4250 mm zu einer Abweichung von 15 mm führen.As can be seen in Fig., A deviation of the heliostat at z. B. 12 arc minutes at a distance of the heliostat from the focal point of the absorber of about 4250 mm lead to a deviation of 15 mm.

Das Zahnspiel des Getriebes beträgt vorteilhaft vorzugsweise nicht mehr als 5 Bogenminuten, weiter bevorzugt nicht mehr als 3 Bogenminuten, so dass eine Abweichung der Heliostaten bei einem Abstand des Heliostaten vom Brennpunkt der Absorbereinrichtung von 4250 mm nicht mehr als etwa 3,5 mm beträgt.The backlash of the transmission is advantageously preferably not more than 5 minutes of arc, more preferably not more than 3 minutes of arc, so that a deviation of the heliostat at a distance of the heliostat from the focal point of the absorber of 4250 mm is not more than about 3.5 mm.

7A–C zeigen jeweils eine Möglichkeit zur Positionierung des Gehäuses 31 in bzw. an einem Abschnitt einer Trägerkonstruktion 45. 7A -C each show a way to position the housing 31 in or on a portion of a support structure 45 ,

7A zeigt eine Anordnung, in der das Gehäuse 31 auf dem Kopf stehend an der Trägerkonstruktion 45 befestigt ist. Die Terminal-Box 35 ist von unten (in der Darstellung in 7A) her zugänglich. 7A shows an arrangement in which the housing 31 upside down on the support structure 45 is attached. The terminal box 35 is from below (in the illustration in 7A ) accessible.

7B zeigt eine Anordnung, in der das Gehäuse 31 flach an der Trägerkonstruktion 45 befestigt ist. Die Terminal-Box 35 ist leicht von oben (in der Darstellung in 7B) zugänglich. 7B shows an arrangement in which the housing 31 flat on the support structure 45 is attached. The terminal box 35 is slightly from above (in the illustration in 7B ) accessible.

7C zeigt eine Anordnung, in der Gehäuse 31 herabhängend an der Trägerkonstruktion 45 befestigt ist. Die Terminal-Box 35 ist leicht von einer Seite (in der Darstellung in 7C der linken Seite) her zugänglich. 7C shows an arrangement in the housing 31 hanging on the support structure 45 is attached. The terminal box 35 is slightly from one side (in the illustration in 7C the left side) accessible.

8 zeigt eine Frontansicht des in bzw. an der Trägerkonstruktion 45 positionierten Gehäuses 31. Wie in 8 gezeigt, ist das Gehäuse 31 asymmetrisch in einem dafür vorgesehenen Abschnitt der Trägerkonstruktion 45 untergebracht. Eine asymmetrische Anordnung des Gehäuses 31 kann beispielsweise dazu dienen, einen leichteren Zugang zum Gehäuse 31 und den darin befindlichen Antriebselementen und/oder dem Absolutwertgeber, bereitzustellen. 8th shows a front view of the in or on the support structure 45 positioned housing 31 , As in 8th shown is the case 31 asymmetrical in a designated section of the support structure 45 accommodated. An asymmetrical arrangement of the housing 31 can serve, for example, easier access to the housing 31 and the drive elements therein and / or the absolute encoder to provide.

Ausführungen, in denen das Gehäuse symmetrisch in dem Abschnitt der Trägerkonstruktion 45 untergebracht sind, sind ebenfalls von der Erfindung umfasst.Versions in which the housing is symmetrical in the section of the support structure 45 are housed are also included in the invention.

Das Gehäuse 31 ist mit einer Außenseite an einer Innenseite der Trägerkonstruktion 45 befestigt. Zwischen der Außenseite des Gehäuses 31 und der Innenseite der Trägerkonstruktion 45 ist eine Verstärkung 47 vorgesehen.The housing 31 is with an outside on an inside of the support structure 45 attached. Between the outside of the case 31 and the inside of the support structure 45 is a reinforcement 47 intended.

Die Verstärkung 47 kann dazu dienen, der Befestigung des Gehäuses 31 an der Trägerkonstruktion 45 weitere Stabilität zu verleihen. Gleichzeitig kann die Verstärkung 47 eine Art Puffer zum Aufnehmen und/oder Abfedern von Stößen oder Schlägen darstellen.The reinforcement 47 can serve to attach the housing 31 on the support structure 45 to give more stability. At the same time, the gain 47 represent a kind of buffer for absorbing and / or cushioning shocks or blows.

9 zeigt eine perspektivische Frontansicht des Gehäuses 31, an welchem Heliostaten 49 vorgesehen sind. 9 shows a front perspective view of the housing 31 on which heliostats 49 are provided.

In der in 9 dargestellten Ausführung ist an jeder Seite des Getriebes (in der Darstellung in 9 nicht gezeigt) ein Heliostat 49 angeordnet.In the in 9 illustrated embodiment is on each side of the transmission (in the illustration in 9 not shown) a heliostat 49 arranged.

Es ist ein – in der Darstellung in 9 – links angeordneter Heliostat 49a und ein rechts angeordneter Heliostat 49b gezeigt. Die Heliostaten 49 sind aus einer waagrechten oder horizontalen Position nach hinten, d. h. von einem Betrachter weg, geneigt, so dass ein Teil einer Unterseite der Heliostaten 49 zu sehen ist.It is a - in the illustration in 9 - Left-handed heliostat 49a and a right-handed heliostat 49b shown. The heliostats 49 are inclined from a horizontal or horizontal position to the rear, ie, away from a viewer, so that part of a bottom of the heliostats 49 you can see.

Die Heliostaten 49 sind mittels einer Kupplung 51 an der Antriebswelle bzw. der Welle 15 der Abtriebselemente befestigt. Zu diesem Zweck können die Heliostaten 49 einen Wellenstummel aufweisen, welcher in eine Öffnung der Kupplung 51 einführbar ist.The heliostats 49 are by means of a clutch 51 on the drive shaft or the shaft 15 attached to the output elements. For this purpose, the heliostats 49 having a stub shaft, which in an opening of the coupling 51 is insertable.

An der Unterseite des Heliostaten 49b ist ein Sensor 53 angeordnet. Der Sensor kann dazu ausgelegt sein, einen aktuellen Winkel bzw. eine Neigung des Heliostaten 49b zu erfassen. Da die beiden Heliostaten 49a, b an die gleiche Welle 15 der Antriebselemente gekoppelt sind, werden die Heliostaten 49a, b in der Regel in gleichem Maße gedreht. Der Sensor 53 kann daher gleichermaßen dazu verwendet werden, einen aktuellen Winkel oder eine Neigung der beiden Heliostaten 49a, b zu erfassen.At the bottom of the heliostat 49b is a sensor 53 arranged. The sensor may be configured to have a current angle or inclination of the heliostat 49b capture. Because the two heliostats 49a , b to the same wave 15 the drive elements are coupled, the heliostats 49a , b usually turned to the same extent. The sensor 53 Therefore, it can equally be used for a current angle or inclination of the two heliostats 49a to capture b.

10 zeigt eine weitere perspektivische Frontansicht des Gehäuses 31 mit Heliostaten 49. 10 shows another perspective front view of the housing 31 with heliostats 49 ,

Gegenüber der in 9 gezeigten Darstellung sind die Heliostaten 49 gegen eine Waagrechte oder Horizontale nach vorne, d. h. auf einen Betrachter zu, geneigt. Es ist nunmehr eine Oberseite der Heliostaten 49 zu sehen.Opposite the in 9 shown representation are the heliostats 49 towards a horizontal or horizontal forward, that is inclined towards a viewer. It is now a top of the heliostats 49 to see.

An einer Außenseite des Gehäuses 31, welche nicht mit der Trägerkonstruktion 45 befestigt ist, ist ein Absolutwertgeber 27 zur Ansteuerung des elektrischen Antriebs vorgesehen.On an outside of the housing 31 which does not match the support structure 45 attached is an absolute encoder 27 provided for driving the electric drive.

11 zeigt schematisch die Ankopplung der Kupplung 51 an die Antriebswelle bzw. Welle 15 des Getriebes. 11 shows schematically the coupling of the coupling 51 to the drive shaft or shaft 15 of the transmission.

Die Kupplung 51 weist an ihrer Frontseite einen Schlitz 55 auf. Der Schlitz 55 kann zur Aufnahme eines Heliostaten (in 11 nicht gezeigt) in einer Richtung der Breite des Heliostaten vorgesehen und ausgelegt sein.The coupling 51 has a slot on its front 55 on. The slot 55 can be used to record a heliostat (in 11 not shown) in a direction of the width of the heliostat and designed.

Die Kupplung 51 wird in einer Welle-Nut-Verbindung auf die Welle 15 des Getriebes aufgeflanscht.The coupling 51 is in a shaft-groove connection to the shaft 15 of the gearbox flanged.

Die Welle 15 ragt dazu in geeigneter Weise aus der Öffnung 25 des Gehäuses 31 heraus.The wave 15 protrudes in a suitable manner from the opening 25 of the housing 31 out.

Schrauben 57, beispielsweise vier M8-Schrauben, sind dazu vorgesehen, das Gehäuse 31 stabil zusammenzuhalten. Auf diese Weise können die im Inneren des Gehäuses befindlichen Antriebselemente vorteilhaft gegen äußere Einflüsse geschützt werden.screw 57 For example, four M8 screws are provided to the housing 31 stable together. In this way, the drive elements located inside the housing can be advantageously protected against external influences.

12 zeigt schematisch vereinfacht eine Ansteuerung der Heliostaten 49 (49a, 49b, 49c, 49d) zweier in Reihe geschalteter Antriebssysteme 200. 12 schematically shows a simplified control of the heliostat 49 ( 49a . 49b . 49c . 49d ) of two drive systems connected in series 200 ,

Die in 12 gezeigte Darstellung der Heliostaten 49 entspricht derjenigen aus 9, wobei an den Unterseiten der (in 12) jeweils rechts angeordneten Heliostaten 49b und 49d jeweils ein Sensor 53 vorgesehen ist.In the 12 shown representation of the heliostats 49 equals that of 9 , where on the undersides of the (in 12 ) each arranged on the right heliostat 49b and 49d one sensor each 53 is provided.

Der Sensor 53 ist jeweils mittels einer Steuerleitung 59 mit einem Netzwerk, wie einem Feldbus 29, verbunden. Die Ansteuerung der Antriebssysteme 200 erfolgt mittels einer Steuereinrichtung wie einer CPU 61.The sensor 53 is in each case by means of a control line 59 with a network, like a fieldbus 29 , connected. The control of the drive systems 200 is done by means of a control device such as a CPU 61 ,

Die CPU 61 kann in bestimmten Zeitintervallen, zum Beispiel alle 14,4 s, einen Befehl aussenden, um jedes Antriebssystem 200 solange einzustellen, bis der Sensor 53 eine nächste Position erreicht. Eine solche nächste Position kann einem größeren Winkel, d. h. einer stärkeren Neigung, der Heliostaten 49 gegen eine Horizontale oder einem kleineren Winkel, d. h. einer schwächeren Neigung, der Heliostaten 49 gegen eine Horizontalen, bezogen auf ein Bezugssystem, wie der Trägerkonstruktion, entsprechen.The CPU 61 At certain time intervals, for example every 14.4 seconds, it can send a command to any drive system 200 to adjust until the sensor 53 reached a next position. Such a next position may be at a larger angle, ie, a higher tilt, of the heliostat 49 against a horizontal or a smaller angle, ie a weaker inclination, of the heliostats 49 against a horizontal, based on a reference system, such as the support structure correspond.

Die CPU 61 kann den Befehl oder das Steuersignal über eine Steuerleitung 59 an den elektrischen Antrieb bzw. eine Steuereinheit desselben übermitteln. Das Steuersignal kann beinhalten, die Drehzahl des elektrischen Antriebs entsprechend bzw. in Abhängigkeit vom aktuellen Winkel bzw. der Neigung der Heliostaten anzupassen bzw. zu verändern, z. B. zu verringern oder zu erhöhen. The CPU 61 can be the command or the control signal via a control line 59 transmit to the electric drive or a control unit thereof. The control signal may include adjusting or changing the speed of the electric drive according to the current angle or inclination of the heliostat, e.g. B. reduce or increase.

13 zeigt schematisch vereinfacht eine weitere Ansteuerung der Heliostaten 49. 13 schematically shows a simplified control of the heliostat 49 ,

Die in 13 gezeigte Darstellung der Heliostaten 49 entspricht derjenigen aus 10, wobei an der linken Seite (in 13) des Gehäuses 31 jeweils ein Absolutwertgeber 27 vorgesehen ist.In the 13 shown representation of the heliostats 49 equals that of 10 , where on the left side (in 13 ) of the housing 31 one absolute encoder each 27 is provided.

Der Absolutwertgeber 27 kann dazu vorgesehen sein, die von der CPU 61 vorgegebene (neue) Drehzahl für den elektrischen Antrieb an den elektrischen Antrieb zu übermitteln.The absolute encoder 27 can be provided by the CPU 61 given (new) speed for the electric drive to the electric drive to transmit.

Für ein Nachfahren der Heliostaten 49 im Verlauf des Tages kann der elektrische Antrieb mit einer langsamen Geschwindigkeit oder Kriechgeschwindigkeit betrieben werden. Eine beispielhafte Drehzahl schließt 250 rpm ein. Bei einer solchen Geschwindigkeit können die Heliostaten 49 in Schritten von 0,03° verfahren werden. Eine maximale Geschwindigkeit des elektrischen Antriebs zum Verstauen der Heliostaten 49 kann einer Drehzahl von 3.750 rpm entsprechen.For a descendant of the heliostats 49 During the day, the electric drive can be operated at a slow speed or creep speed. An exemplary speed includes 250 rpm. At such a speed, the heliostats can 49 in steps of 0.03 °. A maximum speed of the electric drive for stowing the heliostats 49 can correspond to a speed of 3,750 rpm.

14 zeigt eine perspektivische Frontansicht der Antriebselemente in einer waagrechten Anordnung. 14 shows a front perspective view of the drive elements in a horizontal arrangement.

Wie in der Darstellung der 14 gut zu erkennen ist, verlaufen Steuerleitungen 59 vom Absolutwertgeber (welcher sich in der Darstellung der 14 in der Terminal-Box 35 befindet) zur Steuereinheit 5 des elektrischen Antriebs 1.As in the presentation of 14 is clearly visible, run control cables 59 from the absolute encoder (which in the representation of the 14 in the terminal box 35 located) to the control unit 5 of the electric drive 1 ,

15 veranschaulicht die Drehbewegung eines Heliostaten 49 in einem Bezugsystem. 15 illustrates the rotation of a heliostat 49 in a reference system.

Wie in 15 gezeigt, kann ein Winkel des Heliostaten 49 einen positiven Wert zwischen 0° und 180° annehmen, wenn ein Bezugspunkt 63, z. B. die linke obere Ecke des Heliostaten 49 in der in 15 vereinfachten Darstellung eines Heliostaten 49, oberhalb der Horizontalen von einer ebenen Position von links nach rechts rotiert wird, so dass der Bezugspunkt 63 bei einem Winkel von 180° gegen einen Untergrund zeigen würde. In einer solchen Position wäre der Heliostat 49 über Kopf angeordnet, d. h. seine reflektierende Oberfläche wäre beispielsweise dem Erdboden zugewandt, und könnte nicht funktionell dazu eingesetzt werden, Sonneneinstrahlung aufzunehmen.As in 15 shown can be an angle of the heliostat 49 assume a positive value between 0 ° and 180 °, if a reference point 63 , z. B. the upper left corner of the heliostat 49 in the in 15 simplified representation of a heliostat 49 , above the horizontal is rotated from a flat position from left to right, so that the reference point 63 at an angle of 180 ° to a ground. In such a position would be the heliostat 49 arranged overhead, ie its reflective surface would, for example, facing the ground, and could not be used functionally to absorb solar radiation.

Ein Winkel des Heliostaten 49 kann ein negativer Winkel sein, wenn der Heliostat 49 aus einer waagrechten oder horizontalen Position heraus derart gedreht wird, dass der Bezugspunkt 63 eine teilkreis- oder (bei –180°) halbkreisförmige Bewegung unterhalb der waagrechten Achse durchlaufen hat.An angle of the heliostat 49 can be a negative angle when the heliostat 49 is rotated out of a horizontal or horizontal position such that the reference point 63 a semicircular or (at -180 °) semicircular motion has passed below the horizontal axis.

Eine Stelle des Heliostaten 49 zu Tagesbeginn kann beispielsweise einem Drehwinkel β von 70° entsprechen. In einer solchen Position kann der Heliostat 49 angeordnet sein, um erste Sonnenstrahlen aus der im Osten aufgehenden Sonne aufzunehmen und in geeigneter Weise auf die Absorbereinrichtung, welche allgemein oberhalb der Ebene der Heliostaten angeordnet ist, zu reflektieren. Im Verlauf des Tages kann der Drehwinkel β von 70° über 0° auf –70° variieren. In der Position mit einem Drehwinkel β von –70° kann der Heliostat 49 angeordnet sein, um letzte Sonnenstrahlen der im Westen untergehenden Sonne aufzunehmen und in geeigneter Weise zu der Absorbereinrichtung zu reflektieren. Bezugszeichenliste Bezugszeichen Beschreibung 100 Antriebselemente 200 Antriebssystem 1 Elektrischer Antrieb 3 Getriebe 5 Steuereinheit des elektrischen Antriebs 7 Ausgangswelle des elektrischen Antriebs 9 Planetengetriebe 11 Kugellager 13 Außen verzahnte, schräg verzahnte Stirnradpaarung 15 Zweite Welle des elektrische Antriebs 17 Schneckengetriebe 19 Feder 21 Schneckenwelle 23 Schneckenrad 25 Öffnung 27 Absolutwertgeber 29 Feldbus 31 Gehäuse 33 Aussparung 34 Belüftungsienrichtung 35 Terminal-Box 37 Bohrungen 39 Erste Abdeckung 41 Zweite Abdeckung 43 Kopfplatte 45 Trägerkonstruktion 47 Verstärkung 49 (a, b, c, d) Heliostat 51 Kupplung 53 Sensor 55 Schlitz 57 Schrauben 59 Steuerleitung 61 CPU 63 Bezugspunkt A place of the heliostat 49 at the beginning of the day, for example, a rotation angle β of 70 ° correspond. In such a position, the heliostat 49 be arranged to receive first sun rays from the rising sun in the east and suitably on the absorber, which is arranged generally above the plane of the heliostats to reflect. During the day, the angle of rotation β can vary from 70 ° through 0 ° to -70 °. In the position with a rotation angle β of -70 °, the heliostat 49 be arranged to receive last rays of the sun setting in the west and reflected in a suitable manner to the absorber device. LIST OF REFERENCE NUMBERS reference numeral description 100 power Transmission 200 drive system 1 Electric drive 3 transmission 5 Control unit of the electric drive 7 Output shaft of the electric drive 9 planetary gear 11 ball-bearing 13 Externally toothed, helical spur gear pairing 15 Second shaft of the electric drive 17 worm gear 19 feather 21 worm shaft 23 worm 25 opening 27 Absolute encoders 29 fieldbus 31 casing 33 recess 34 Ventilation Sien direction 35 Terminal box 37 drilling 39 First cover 41 Second cover 43 headstock 45 support structure 47 reinforcement 49 (a, b, c, d) heliostat 51 clutch 53 sensor 55 slot 57 screw 59 control line 61 CPU 63 reference point

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006058995 A1 [0003]
US 2009/0056701 A1 [0004]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Standards EN-1991-1-4 [0096]

Claims

Solar thermal plant with a support structure ( 45 ), at least one heliostat ( 49 ) via an axis of rotation of the heliostat ( 49 ) shaft is mounted, and with at least one electric drive ( 1 ) to rotate the heliostat ( 49 ) depending on the position of the sun, characterized in that the drive power of the electric drive ( 1 ) via at least one transmission ( 3 ) into the wave of the heliostat ( 49 ) is introduced.

Solar thermal system according to claim 1, characterized in that the transmission ( 3 ) at least one planetary gear ( 9 ).

Solar thermal system according to claim 2, characterized in that the planetary gear ( 9 ) is a multi-stage planetary gear.

Solar thermal system according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission ( 3 ) a worm gear ( 17 ) having.

Solar thermal system according to claim 4, characterized in that the planetary gear ( 9 ) with the worm gear ( 17 ) is connected in series.

Solar thermal system according to claim 5, characterized in that a worm shaft ( 21 ) of the worm gear ( 17 ) with a spring ( 19 ) is biased.

Solar thermal system according to one of claims 5 or 6, characterized in that a worm wheel ( 23 ) of the worm gear ( 17 ) in direct connection with that of the heliostat's wave ( 49 ) and in particular to the wave of the heliostat ( 49 ) is flanged.

Solar thermal system according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission ( 3 ) has a total ratio of i> 30,000.

Solar thermal system according to one of the preceding claims, characterized in that the overall construction of the transmission ( 3 ) has a slip of not more than 5 arc minutes.

Solar thermal system according to one of the preceding claims, characterized in that the heliostat ( 49 ) with an angular accuracy of at least 0.03 °, preferably at least 0.01 °, is movable.

Solar thermal system according to one of the preceding claims, characterized in that the electric drive ( 1 ) by means of a field bus ( 29 ) is driven.

Solar thermal system according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission ( 3 ) with two heliostats ( 49a . 49b ) is in operative connection.

Solar thermal system according to claim 12, characterized in that the heliostats ( 49a . 49b ) are arranged on opposite transmission sides.

Solar thermal system according to one of the preceding claims, characterized in that the electric drive ( 1 ) and the transmission ( 3 ) substantially completely in a housing ( 31 ) are arranged, which with the support structure ( 45 ) connected is.

Solar thermal system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one sensor ( 53 ) for detecting an angle of the heliostat ( 49 ) is provided on the solar thermal system.

Solar thermal system according to one of the preceding claims, characterized in that the heliostats ( 49 ) by means of a slow pass for moving the heliostat ( 49 ) can be moved depending on the position of the sun or by means of an overdrive.

Solar thermal system according to claim 16, wherein the slow speed has a speed of 0.01 ° / sec to 0.05 ° / sec, in particular about 0.03 ° / sec.

Solar thermal system according to claim 16, wherein the overdrive has a speed of over 0.4 ° / sec, in particular 0.4 ° / sec to 0.8 ° / sec, in particular about 0.6 ° / sec.

Solar thermal system according to one of the preceding claims, characterized in that a rotation angle β of the heliostats ( 49 ) greater than 90 °, preferably greater than 180 °, more preferably greater than 200 °, in particular including 300 °.

Solar thermal system according to one of the preceding claims, characterized in that a safety clutch for the protection of the transmission ( 3 ) / the heliostat ( 49 ) is available.