DE102010015854A1

DE102010015854A1 - solar tracking

Info

Publication number: DE102010015854A1
Application number: DE102010015854A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Röll
Original assignee: PCM PLANNING CONSULTING MAN GmbH; PCM PLANNING CONSULTING MANAGEMENT GmbH
Current assignee: PCM PLANNING CONSULTING MAN GmbH; PCM PLANNING CONSULTING MANAGEMENT GmbH
Priority date: 2010-03-08
Filing date: 2010-03-08
Publication date: 2011-09-08
Also published as: WO2011110471A3; WO2011110471A2

Abstract

Vorrichtung zum Nachführen wenigstens einer Solarfläche, wobei die Vorrichtung eine Befestigungsvorrichtung umfasst, an welcher die Solarfläche festgelegt ist und einen Antrieb, der die Befestigungsvorrichtung, in einer Drehrichtung um eine Drehachse bewegt, sieht die Erfindung vor, dass die Befestigungsvorrichtung in eine Schwenkrichtung um eine Schwenkachse, bewegbar ist, und dass die Drehachse und die Schwenkachse durch eine Führungseinrichtung miteinander gekoppelt sind. Die Kopplung ist dabei derart ausgestaltet, dass eine Drehung der Befestigungsvorrichtung um die Drehachse in Drehrichtung gleichzeitig das Schwenken der Befestigungsvorrichtung in Schwenkrichtung bewirkt. Des Weiteren weist die Führungseinrichtung eine Schiene auf.Device for tracking at least one solar surface, the device comprising a fastening device on which the solar surface is fixed and a drive that moves the fastening device in a direction of rotation about an axis of rotation, the invention provides that the fastening device in a pivoting direction about a pivot axis , is movable, and that the axis of rotation and the pivot axis are coupled to one another by a guide device. The coupling is designed in such a way that a rotation of the fastening device about the axis of rotation in the direction of rotation simultaneously causes the fastening device to pivot in the pivoting direction. Furthermore, the guide device has a rail.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Nachführen einer Solarfläche entsprechend Anspruch 1.The invention relates to a device for tracking a solar surface according to claim 1.

Der Wirkungsgrad einer Solarfläche ist umso höher, je senkrechter die Strahlung auf die Solarfläche auftrifft. Bei fest installierten Solarflächen ist der Einfallswinkel der Sonnenstrahlung jedoch nicht konstant, sondern von der Bewegung der Erde um die Sonne abhängig. Die Abweichung von dem optimalen Einfallswinkel der Sonnenstrahlung auf die Solarfläche wird als Fehlwinkel bezeichnet. Um eine effiziente Nutzung von Photovoltaiksystemen und Solarthermie-Systemen gewährleisten zu können ist es notwendig, diese Fehlwinkel weitgehend zu vermeiden. Dies kann erreicht werden, indem die Solarflächen dem Sonnenverlauf nachgeführt werden. Die Mehrleistung, welche durch nachgeführte Solarflächen erbracht werden kann, ist abhängig vom Standort der Solaranlage und liegt bei Photovoltaikanlagen zwischen 40%–60%. Der höchste Ertrag wird in Äquatornähe erreicht. Durch die Nachführung von Sonnenkollektoren von Solarthermie-Anlagen, kann eine Wirkungsgraderhöhung von bis zu 40% erreicht werden.The efficiency of a solar surface is higher, the more perpendicular the radiation impinges on the solar surface. For fixed solar panels, however, the angle of incidence of solar radiation is not constant but depends on the movement of the earth around the sun. The deviation from the optimal angle of incidence of the solar radiation on the solar surface is referred to as a false angle. In order to be able to ensure efficient use of photovoltaic systems and solar thermal systems, it is necessary to largely avoid these false angles. This can be achieved by tracking the solar surfaces to the sun's course. The additional power, which can be provided by tracked solar panels, depends on the location of the solar system and is in photovoltaic systems between 40% -60%. The highest yield is achieved near the equator. By tracking solar panels of solar thermal systems, an increase in efficiency of up to 40% can be achieved.

Nachführsysteme für Solaranlagen sind allgemein bekannt. Im Stand der Technik finden sich sowohl einachsige Systeme, die den täglichen Sonnenverlauf von Osten nach Westen nachvollziehen, als auch zweiachsige Systeme, welche zusätzlich zum Ost-West-Verlauf die jahreszeitabhängige Elevation der Sonne berücksichtigen. Einachsige Systeme sind vergleichsweise kostengünstig, aber durch die verhältnismäßig unpräzise Anpassung der Solarfläche an den Sonnenstand können die Anlagen nicht den optimalen Ertrag erzielen.Tracking systems for solar systems are well known. In the prior art, there are both uniaxial systems that trace the daily course of the sun from east to west, as well as biaxial systems, which take into account the season-dependent elevation of the sun in addition to the east-west course. Single-axis systems are relatively inexpensive, but due to the relatively imprecise adaptation of the solar surface to the position of the sun, the systems can not achieve the optimum yield.

Im Stand der Technik sind neben den einachsigen Systemen auch zweiachsige Systeme beschrieben. Die bekannten zweiachsigen Systeme beinhalten häufig eine komplizierte elektronische Steuerung auf der Basis von GPS- oder Sensor-Signalen. Andere bekannte Ausführungen basieren auf einer aufwendigen Mechanik.In the prior art, two-axis systems are described in addition to the uniaxial systems. The known biaxial systems often involve complicated electronic control based on GPS or sensor signals. Other known designs are based on a complex mechanism.

Die mechanischen Systeme werden für gewöhnlich durch Zeitregelungen gesteuert. Dabei startet die Nachführung bei Sonnenaufgang und endet nach Sonnenuntergang. Einige Nachführsysteme besitzen zudem eine Rückführung, welche die Solarfläche am Tagesende in ihre Ausgangsposition zurückbewegt.The mechanical systems are usually controlled by time controls. The tracking starts at sunrise and ends after sunset. Some tracking systems also have a feedback, which moves the solar surface back to its starting position at the end of the day.

DE 10 2005 042 478 A1 beschreibt ein zweiachsiges Nachführungssystem für Solaranlagen. Dieses besitzt einen Schwenkkopf, welcher um eine vertikale Achse drehbar ist und so die Azimut-Ausrichtung der Solarfläche vornimmt. Der Schwenkkopf wird durch einen Getriebemotor angetrieben. Die Tageszeit-abhängige Änderung der Neigung der Solarfläche wird durch einen vertikal ausfahrbaren Stößel erreicht, wobei das Ausfahren des Stößels durch eine Kurvensteuerung bewirkt wird. Die Neigungsanpassung der Solarfläche an den Jahreszeitabhängigen Sonnenstand wird durch eine Überlagerung der ersten Kurvensteuerung (Tageskurve) mit einer zweiten Kurvensteuerung (Jahreskurve) bewirkt. Der Antrieb des Nachführungssystems wird mit Hilfe einer Zeitsteuerung geregelt. Die Jahreskurve wird täglich einen Schritt weiter geschaltet, wobei dieser Vorgang mit der täglichen Rückführung des Nachführsystems nach Sonnenuntergang verknüpft sein kann. DE 10 2005 042 478 A1 describes a biaxial tracking system for solar systems. This has a pivoting head which is rotatable about a vertical axis and thus makes the azimuth alignment of the solar surface. The swivel head is driven by a geared motor. The time-dependent change in the inclination of the solar surface is achieved by a vertically extendable plunger, the extension of the plunger is effected by a cam control. The inclination adjustment of the solar surface to the season-dependent position of the sun is caused by a superposition of the first curve control (daily curve) with a second curve control (annual curve). The drive of the tracking system is controlled by means of a timer. The annual curve is incremented daily, which can be linked to the daily feedback of the tracking system after sunset.

Hierbei ist grundsätzlich von Nachteil, dass die beschriebene Vorrichtung mit den Kurvensteuerungen zwei separate Nachführelemente vorsieht, um gleichzeitig eine Tageszeit- sowie Jahreszeit-abhängige Nachführung der Anlage zu bewirken. Dadurch steigen die Produktions- und Materialkosten und das System wird zudem störanfälliger.In this case, it is fundamentally disadvantageous that the described device with the curve controls provides two separate tracking elements in order to simultaneously effect a time-of-day and season-dependent tracking of the system. This increases the production and material costs and also makes the system more susceptible to failure.

Neben der jeweiligen Tages- und Jahreszeit nimmt auch der geographische Standort einer Solaranlage Einfluss auf den Einfallswinkel der Sonnstrahlung. Um das Nachführsystem auf den jeweiligen Aufstellort abzustimmen, sind in der DE 10 2005 042 478 A1 speziell angepasste Kurvensteuerungen vorgesehen.In addition to the current day and season, the geographical location of a solar system also influences the angle of incidence of the solar radiation. To tune the tracking system to the respective installation site, are in the DE 10 2005 042 478 A1 specially adapted curve controls provided.

Das Nachführsystem verfügt über zwei Kurvensteuerungen, die gegebenenfalls beide ausgetauscht werden müssen. Dies ist mit einem verhältnismäßig hohen Aufwand verbunden und daher äußerst unvorteilhaft.The tracking system has two cam controls, both of which may need to be replaced. This is associated with a relatively high cost and therefore extremely unfavorable.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, diesen und weitere Nachteile im Stand der Technik zu überwinden und eine Vorrichtung zur zweiachsigen Nachführung von Solaranlagen zu entwickeln, die durch eine einfache, robuste und kostengünstige Mechanik eine effiziente Anpassung der Solarflächenausrichtung an den Sonnenverlauf ermöglicht. Die Vorrichtung soll zudem rasch und einfach montierbar und bedienbar sein.Object of the present invention is therefore to overcome these and other disadvantages of the prior art and to develop a device for biaxial tracking of solar systems, which allows a simple, robust and cost-effective mechanics an efficient adaptation of the solar surface orientation to the Sun's course. The device should also be quick and easy to install and operate.

Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 11.Main features of the invention are specified in the characterizing part of claim 1. Embodiments are the subject of claims 2 to 11.

Bei einer Vorrichtung zum Nachführen wenigstens einer Solarfläche, wobei die Vorrichtung eine Befestigungsvorrichtung umfasst, an welcher die Solarfläche festgelegt ist und einen Antrieb, der die Befestigungsvorrichtung in einer Drehrichtung um eine Drehachse bewegt, sieht die Erfindung vor, dass die Befestigungsvorrichtung in eine Schwenkrichtung um eine Schwenkachse, bewegbar ist, und dass die Drehachse und die Schwenkachse durch eine Führungseinrichtung derart miteinander gekoppelt sind, dass eine Drehung der Befestigungsvorrichtung um die Drehachse in Drehrichtung gleichzeitig das Schwenken der Befestigungsvorrichtung in Schwenkrichtung bewirkt, und dass die Führungseinrichtung eine Schiene aufweist.In a device for tracking at least one solar surface, wherein the device comprises a fastening device on which the solar surface is fixed and a drive which moves the fastening device in a rotational direction about an axis of rotation, the invention provides in that the fastening device is movable in a pivoting direction about a pivot axis, and in that the rotation axis and the pivot axis are coupled to one another by a guide device, such that a rotation of the fastening device about the axis of rotation in the direction of rotation simultaneously causes pivoting of the fastening device in the pivot direction, and in that Guide means comprises a rail.

Die gemeinsame Führungseinrichtung gewährleistet eine einfache und kostengünstige Vorrichtung zur Nachvollziehung des Sonnenverlaufs. Durch die besondere Gestaltung der Führungseinrichtung kann zudem Gewicht eingespart werden. Dies ist insbesondere bei Solarflächen, welche auf einem Träger oder Bauwerk aufgebracht werden, von großem Interesse.The common guide device ensures a simple and inexpensive device for tracing the course of the sun. Due to the special design of the guide device also weight can be saved. This is of great interest especially for solar surfaces which are applied to a carrier or structure.

Die Vorrichtung kann zum Nachführen von Solarflächen von Solaranlagen aller Art verwendet werden. Dazu zählen Photovoltaik-Anlagen, welche zur Stromgewinnung verwendet werden, sowie Solarthermie-Anlagen, die bei der Wärmeerzeugung eingesetzt werden.The device can be used for tracking solar surfaces of solar systems of all kinds. These include photovoltaic systems, which are used to generate electricity, as well as solar thermal systems, which are used in heat generation.

In einer bevorzugten Ausführung weist die Schiene eine Krümmung um die Drehachse und eine Krümmung um die Schwenkachse auf. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine Nachführung der Solarfläche unter gleichzeitiger Berücksichtigung des Ost-West-Verlaufs und der Elevation der Sonne.In a preferred embodiment, the rail has a curvature about the axis of rotation and a curvature about the pivot axis. This embodiment enables a tracking of the solar surface while taking into account the east-west gradient and the elevation of the sun.

Bevorzugt ist weiterhin, dass jede Schiene in ihrer Form und Ausrichtung an einen ihr zugeordneten geographischen Breitengrad, auf welchem die Vorrichtung verwendet wird, angepasst ist. Dies ist für eine effektive Nachführung besonders vorteilhaft, da der Einfallswinkel der Sonnenstrahlung auf eine Solarfläche neben dem Stundenwinkel und der Elevation der Sonne auch von dem geographischen Breitengrad des Standorts abhängig ist, und somit durch die zusätzliche Berücksichtigung des geographischen Breitengrads eine höhere Leistung erbracht werden kann.It is furthermore preferred that each rail is adapted in its shape and orientation to a latitude of latitude assigned to it on which the device is used. This is particularly advantageous for effective tracking, since the angle of incidence of the solar radiation on a solar surface in addition to the hour angle and the elevation of the sun is also dependent on the latitude of the geographical location, and thus by the additional consideration of the latitude, a higher performance can be provided ,

Es ist daher sinnvoll mehrere verschiedene Schienen vorzusehen. Bei einer Anwendung im europäischen Raum sind beispielsweise verschiedene Schienenausführungen für Nordeuropa, Mitteleuropa und Südeuropa denkbar.It is therefore useful to provide several different rails. When used in the European area, for example, various rail designs for Northern Europe, Central Europe and Southern Europe are conceivable.

In diesem Zusammenhang sieht eine weitere Ausgestaltung vor, dass die Schiene austauschbar ist. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Anpassung der Nachführung an den jeweiligen Einsatzort. Die Vorrichtung kann somit im Herstellprozess mit einer Standartschiene gefertigt werden, welche dann je nach Einsatzgebiet der Vorrichtung mit einfachen Mitteln gegen eine speziell angepasste Schiene ausgetauscht werden kann. Durch diese Ausgestaltung kann mit einfachen Mitteln eine wiederverwendbare Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden.In this context, a further embodiment provides that the rail is replaceable. Such a configuration allows easy adjustment of the tracking to the respective site. The device can thus be manufactured in the manufacturing process with a standard rail, which can then be replaced depending on the application of the device with simple means against a specially adapted rail. With this configuration, a reusable device can be provided by simple means.

In einer besonders bevorzugten Ausführung ist die Schiene derart ausgestaltet, dass ihre Form und ihre Ausrichtung innerhalb der Führungseinrichtung die mittleren Sonnenephemeriden des geographischen Breitengrades, auf dem die Vorrichtung verwendet wird, widerspiegelt. Eine solche Mittelung stellt eine Optimierung dar, mit deren Hilfe ein täglich gleich bleibender Nachführungsverlauf vorgenommen werden kann. Eine derartige Ausgestaltung zeichnet sich insbesondere durch eine einfache und kostengünstige Bauweise aus.In a particularly preferred embodiment, the rail is configured such that its shape and orientation within the guide device reflect the average solar ephemerides of the latitude latitude on which the device is used. Such an averaging is an optimization, with the help of a daily constant tracking process can be made. Such a configuration is characterized in particular by a simple and inexpensive construction.

Aufgrund der Interpolation werden gegenüber dem optimalen, senkrechten Einfallswinkel der Sonnenstrahlung auf die Solarfläche Fehlwinkel verursacht. Um eine sinnvolle Nutzung auf der Grundlage der Optimierung gewährleisten zu können, sollten diese Fehlwinkel maximal ±15° betragen. Fehlwinkel innerhalb dieses Bereichs führen bei modernen Hochleistungs-Photovoltaik-Zellen zu einer Ertragsminderung von lediglich 2%–5%. Unter Berücksichtigung der Kostenersparnis, welche durch die Vereinfachung der Bauweise mit der Optimierung verknüpft ist, ist es jedoch sinnvoll, eine Ertragsminderung in diesem geringen Ausmaß zu Gunsten einer vereinfachten Bauweise zu vernachlässigen.Due to the interpolation, the angle of incidence of the solar radiation on the solar surface is caused to be off the optimal, perpendicular angle of incidence. In order to ensure a meaningful use on the basis of the optimization, these error angles should amount to a maximum of ± 15 °. Skew angles within this range result in a yield reduction of only 2% -5% in modern high power photovoltaic cells. However, taking into account the cost savings associated with the optimization by simplifying the design, it makes sense to neglect a reduction in yield to this small extent in favor of a simplified construction.

Die Schiene, ist vorzugsweise eine Kulissenführung, eine Flachführung oder ein Führungsrohr. Dadurch kann eine einfache und robuste Ausführung erreicht werden.The rail, is preferably a slotted guide, a flat guide or a guide tube. This allows a simple and robust design can be achieved.

Zur Stabilisierung der Schiene können bei Bedarf versteifende Elemente wie z. B. Verstrebungen eingesetzt werden.To stabilize the rail, stiffening elements such. B. braces are used.

In einer weiteren Ausführungsform ist in der Schiene ein Führungsschlitz ausgebildet. Auf diese Weise wird eine sichere Führung in der Schiene gewährleistet. Des Weiteren weist eine solche Schiene eine einfache geometrische Form auf, weshalb das Rohmaterial kostengünstig aus dem Standartwarenangebot bezogen werden kann.In a further embodiment, a guide slot is formed in the rail. In this way a secure guidance in the rail is guaranteed. Furthermore, such a rail has a simple geometric shape, which is why the raw material can be obtained inexpensively from the standard range of goods.

An der Befestigungsvorrichtung ist vorzugsweise wenigstens ein Leitelement befestigt, welches in die Schiene, bevorzugt in den Führungsschlitz der Schiene eingreift. Vorteilhaft wird dadurch eine robuste Führung in der Schiene sichergestellt.At least one guide element, which engages in the rail, preferably in the guide slot of the rail, is fastened to the fastening device. This advantageously ensures a robust guidance in the rail.

Eine weitere wichtige Ausgestaltung der Erfindung sieht ferner vor, dass ein zusätzliches Justierelement zur Feinanpassung des Ausgangsschwenkwinkels der Solarfläche an den geographischen Breitengrad des Anlagenstandorts vorgesehen ist. Ein solches Justierelement erhöht die Effektivität der Nachführung. Vorteilhaft ist weiterhin, dass die verschiedenen Schienen durch die zusätzliche Justierung in einem breiten Anwendungsgebiet einsetzbar sind.Another important embodiment of the invention further provides that an additional adjusting element is provided for fine adjustment of the output swivel angle of the solar surface to the latitude of the geographical location of the plant. One such adjustment increases the effectiveness of tracking. A further advantage is that the different rails can be used by the additional adjustment in a wide range of applications.

Zur Vereinfachung der Montage der Vorrichtung sieht eine weitere Ausführungsform vor, dass an der Vorrichtung eine Markierung angebracht ist, welche die bevorzugte Azimut-Ausrichtung der Vorrichtung in der Ausgangsposition anzeigt.To facilitate assembly of the device, a further embodiment provides that a mark is attached to the device indicating the preferred azimuth orientation of the device in the home position.

Des Weiteren ist die Befestigungsvorrichtung vorzugsweise mit einem Tragrahmen verbunden. Dies ist besonders vorteilhaft, da auf diese Weise ein Mittel zur Aufnahme einer oder mehrerer Solarflächen bereitgestellt wird.Furthermore, the fastening device is preferably connected to a support frame. This is particularly advantageous, since in this way a means for receiving one or more solar surfaces is provided.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Vorrichtung einen Antrieb, eine einfache Steuerungseinheit, wie beispielsweise ein Zeitschaltuhr, ein Getriebe, eine Rotationseinrichtung und eine Führungseinrichtung enthält. Der Antrieb kann mit dem Getriebe über eine Kopplungseinheit verbunden sein. Um eine Weitergabe von Kräften, wie sie z. B. durch Windeinwirkung auf die Solarfläche entstehen können, auf den Antrieb möglichst gering zu halten ist es zweckmäßig, ein Getriebe auszuwählen, welches entweder eine Selbsthemmung oder eine Bremse aufweist. Außerdem ist die Verwendung eines Getriebes mit einem großen Übersetzungsverhältnis vorteilhaft.A particularly advantageous development provides that the device contains a drive, a simple control unit, such as a timer, a transmission, a rotation device and a guide device. The drive may be connected to the transmission via a coupling unit. To a transfer of forces, as z. B. can occur due to wind on the solar surface to keep the drive as low as possible, it is expedient to select a transmission which has either a self-locking or a brake. In addition, the use of a transmission with a large gear ratio is advantageous.

Zum Schutz der Vorrichtung gegenüber äußeren Einflüssen wie z. B. Wettereinflüssen oder Wildverbiss, kann die Vorrichtung vollständig oder teilweise in ein Gehäuse eingefasst sein.To protect the device against external influences such. As weather influences or Wildverbiss, the device may be completely or partially enclosed in a housing.

Für eine Nutzung der Vorrichtung im Rahmen einer größeren Photovoltaik- oder Solarthermie-Anlage sieht eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung vor, die Vorrichtung mit weiteren, dezentralen Nachführungseinheiten zu koppeln. Die dezentralen Nachführungseinheiten verfügen dabei bevorzugt weder über einen eigenen Antrieb noch über eine eigene Steuerung. In einem solchen Fall dient die Vorrichtung bevorzugt als zentrale Einheit, deren Antrieb als zentraler Antrieb und deren Steuerung als zentrale Steuerung genutzt wird. Mit Ausnahme von Antrieb und Steuerung entspricht der weitere Aufbau der dezentralen Nachführungseinheiten jedoch vorzugsweise dem der erfindungsgemäßen Vorrichtung.For a use of the device in the context of a larger photovoltaic or solar thermal system, a particularly advantageous embodiment, to couple the device with other, decentralized tracking units. The decentralized tracking units preferably have neither their own drive nor their own control. In such a case, the device preferably serves as a central unit whose drive is used as a central drive and their control as a central control. However, with the exception of drive and control, the further construction of the decentralized tracking units preferably corresponds to that of the device according to the invention.

Die meisten Solarthermie-Anlagen sind Wärmegewinnung im Winter und in der Übergangszeit ausgelegt. Vor allem im Sommer, bei lang anhaltenden Sommerperioden, neigen diese Anlagen zu Überhitzung. Diese Tatsache bereitet vor allem in südlichen Regionen mit besonders langen und heißen Sonnenperioden Probleme.Most solar thermal systems are designed to generate heat during winter and during the transitional period. Especially in summer, with long-lasting summer periods, these plants tend to overheat. This fact causes problems especially in southern regions with especially long and hot sun periods.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht daher vor, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Zusatzeinrichtung versehen werden kann, die die Solarflächen wenn Wärme benötigt wird, effektiv der Sonne nachführt und sie bei Bedarf, um eine Überhitzung zu vermeiden, absichtlich aus der Sonne herausdreht. Eine solche Zusatzeinrichtung kann beispielsweise durch die Messung der zur Verfügung stehenden Energiemenge im Speicher reguliert werden.A further embodiment of the invention therefore provides that the device according to the invention can be provided with an additional device, which effectively tracks the solar surfaces when heat is needed, and if necessary, turns them out of the sun in order to avoid overheating. Such an additional device can be regulated for example by measuring the amount of energy available in the memory.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus den folgenden Beschreibungen von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen.Further features, details and advantages of the invention will become apparent from the wording of the claims and from the following descriptions of exemplary embodiments with reference to the drawings.

Es zeigen:Show it:

1 bis 3 verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, 1 to 3 various embodiments of the device according to the invention,

4 erfindungsgemäße Varianten der Führungseinrichtung und 4 Inventive variants of the guide device and

5 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Nachführen von dezentralen Nachführeinheiten mit Hilfe einer zentralen Steuerungseinheit und einer zentralen Antriebseinheit, 5 a device according to the invention for tracking decentralized tracking units by means of a central control unit and a central drive unit,

6 eine mögliche Gestaltung der Verbindung zwischen der Befestigungsvorrichtung und der Schiene. 6 a possible design of the connection between the fastening device and the rail.

1 zeigt eine Vorrichtung 10 mit einem Ständer. Die Figur zeigt die Vorrichtung 10 in der Startposition zur Morgenzeit, wenn die Solarfläche 20 eine senkrechte Position aufweist. 1 shows a device 10 with a stand. The figure shows the device 10 in the starting position at the morning time when the solar area 20 has a vertical position.

Auf dem Ständer befindet sich der Antrieb 11 und eine damit verbundene, drehbare Rotationseinrichtung 19 in Form eines Zylinderrohrs. Das Zylinderrohr der Rotationseinrichtung 19 liegt an einer Schiene 31 an. Die Schiene 31 ist mit einer Befestigungsvorrichtung 40 über ein Leitelement (in dieser Darstellung nicht gezeigt) verbunden. Die Befestigungsvorrichtung 40 ist mit einem Tragrahmen 14 verbunden, der insgesamt vier Solarflächen 20 trägt. Die Vorrichtung 10 verfügt über eine Führungseinrichtung 30. Mit Hilfe des Antriebs 11 kann die Führungseinrichtung 30 ein Drehen der Befestigungseinrichtung 40 um eine Drehachse A und gleichzeitig ein Schwenken der Befestigungsvorrichtung 40 um eine Schwenkachse B bewirken.On the stand is the drive 11 and a rotatable rotatable device connected thereto 19 in the form of a cylinder tube. The cylinder tube of the rotary device 19 lies on a rail 31 at. The rail 31 is with a fastening device 40 via a guide element (not shown in this illustration). The fastening device 40 is with a support frame 14 connected, the total of four solar panels 20 wearing. The device 10 has a leadership facility 30 , With the help of the drive 11 can the leadership device 30 a rotation of the fastening device 40 about a rotation axis A and at the same time pivoting of the fastening device 40 to cause a pivot axis B.

2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 10 mit einer Führungseinrichtung 30. Die Führungseinrichtung 30 verfügt über eine Schiene 31, welche Kettenelemente aufweist. Die Vorrichtung 10 verfügt über insgesamt zwei Solarflächen 20, welche an einem Tragrahmen 14 festgelegt sind. Der Tragrahmen 14 ist mit der Befestigungsvorrichtung 40 verbunden. Die Vorrichtung 10 besitzt einen Ständer. Der Antrieb 11 ist auf dem Ständer angeordnet. Die Figur zeigt die Vorrichtung 10 in einer Stellung in der die Solarfläche 20 relativ zur Ausgangposition geneigt ist. 2 shows a further embodiment of the device 10 with a guide device 30 , The management device 30 has a rail 31 having chain elements. The device 10 has a total of two solar panels 20 . which on a support frame 14 are fixed. The supporting frame 14 is with the fastening device 40 connected. The device 10 owns a stand. The drive 11 is arranged on the stand. The figure shows the device 10 in a position in the solar area 20 is inclined relative to the starting position.

3 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung 10, einem Getriebe 17, einer Steuerung 18 sowie einer Kulissenführung 34. Der Antrieb 10 ist mit dem Getriebe 17 über ein Kopplungselement 16 verbunden. 3 shows an embodiment of the device 10 , a gearbox 17 , a controller 18 as well as a backdrop tour 34 , The drive 10 is with the gearbox 17 via a coupling element 16 connected.

Die Bauteile der Vorrichtung 10 befinden sich in einem kompakten Gehäuse 15. Zwischen dem Gehäuse 15 und dem Tragrahmen 14 ist eine Feinjustierung 12 angebracht. Mit Hilfe dieser Feinjustierung 12 kann der Schwenkwinkel der Solarfläche 20 auf den geographischen Breitengrad des Anlage-Standorts abgestimmt werden. An der Gehäusewand ist bevorzugt eine von außen sichtbare Markierung angebracht. Diese kennzeichnet die bevorzugte Azimut-Ausrichtung der Anlage in der Ausgangsposition und vereinfacht so die Montage der Vorrichtung 10.The components of the device 10 are in a compact housing 15 , Between the case 15 and the support frame 14 is a fine adjustment 12 appropriate. With the help of this fine adjustment 12 can the tilt angle of the solar surface 20 adjusted to the geographical latitude of the plant location. On the housing wall, an externally visible marking is preferably attached. This marks the preferred azimuth alignment of the system in the starting position and thus simplifies the assembly of the device 10 ,

Die Rotationseinrichtung 19 verläuft entlang der Achse A. Sie ist mit dem Getriebe 17 verbunden und überträgt die durch den Antrieb 11 erzeugte Bewegung auf die Führungseinrichtung 30, welche eine bahnkurvenförmige Kulissenführung 34 aufweist. In die Kulissenführung 34 greift ein geführt-gelagertes Leitelement 32 ein. In der dargestellten Ausführungsform wird eine Rolle als Leitelement 32 verwendet.The rotation device 19 runs along the axis A. It is with the gearbox 17 connected and transmits those through the drive 11 generated movement on the guide device 30 , which a track-curved gate guide 34 having. In the slide tour 34 engages a guided-guided guide element 32 one. In the illustrated embodiment, a role as a guide element 32 used.

Mit Hilfe des Antriebs 11 kann die Führungseinrichtung 30 ein Drehen der Befestigungseinrichtung 40 um eine Drehachse A in eine Drehrichtung a oder a' und gleichzeitig ein Schwenken der Befestigungsvorrichtung 40 um eine Schwenkachse B in Schwenkrichtung b oder b' bewirken.With the help of the drive 11 can the leadership device 30 a rotation of the fastening device 40 about an axis of rotation A in a direction of rotation a or a 'and at the same time pivoting of the fastening device 40 to cause about a pivot axis B in the pivoting direction b or b '.

4 zeigt erfindungsgemäße Varianten der Schiene 31. Diese kann z. B. als Kulissenführung 34 mit einem oder mehreren Leitelementen 32 ausgebildet sein. Die Leitelemente 32 greifen in einen Führungsschlitz 33 der Kulissenführung 34 ein. 4 shows variants of the rail according to the invention 31 , This can, for. B. as a slotted guide 34 with one or more guiding elements 32 be educated. The guiding elements 32 grab into a guide slot 33 the slide tour 34 one.

Eine weitere Variante beinhaltet ein Führungsrohr 34 mit zwei Leitelementen 32.Another variant includes a guide tube 34 with two guiding elements 32 ,

Des Weiteren kann eine Flachführung 35 mit geeigneten Leitelementen 32 zur zweckmäßigen Ausgestaltung der Führungseinrichtung 30 eingesetzt werden. Die dargestellten Ausführungsformen zeigen ausschließlich Rollen als Leitelemente 32, dies soll jedoch nicht als Einschränkung verstanden werden.Furthermore, a flat guide 35 with suitable guiding elements 32 for appropriate embodiment of the guide device 30 be used. The illustrated embodiments exclusively show rollers as guide elements 32 However, this should not be construed as a limitation.

5 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 in einer Mehrplatz-Nachführanlage 50. 5 shows a device according to the invention 10 in a multi-station tracking system 50 ,

Die Vorrichtung 10 dient dabei als zentrale Einheit, deren Antrieb als zentraler Antrieb 51 und deren Steuerung als zentrale Steuerung 52 genutzt wird um sämtliche der elf weiteren dezentralen Nachführungseinheiten 55 der Mehrplatz-Nachführanlage 50 zu betreiben. Der Aufbau dezentralen Nachführungseinheiten 55 entspricht mit Ausnahme von Antrieb und Steuerung dem der Vorrichtung 10.The device 10 serves as a central unit whose drive as a central drive 51 and their control as a central control 52 is used to all of the eleven other decentralized tracking units 55 the multi-station tracking system 50 to operate. The construction of decentralized tracking units 55 corresponds to that of the device with the exception of drive and control 10 ,

Zur Stabilisierung der Mehrplatz-Nachführanlage 50 sind Gewichte 53 vorgesehen.To stabilize the multi-station tracking system 50 are weights 53 intended.

6 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Verbindung zwischen der Befestigungsvorrichtung 40 und der Schiene 31. 6 shows a possible embodiment of the connection between the fastening device 40 and the rail 31 ,

An der Befestigungsvorrichtung 40 ist ein Leitelement 32 befestigt, welches in die Schiene 31 eingreift. Die Befestigungsvorrichtung 40 ist ferner mit der Rotationseinrichtung 19 und dem Tragrahmen 14 der Vorrichtung 10 verbunden. Der Tragrahmen 14 fasst die Solarfläche 20. Um die Stabilität der Anordnung zu erhöhen ist zwischen der Befestigungsvorrichtung 40 und dem Tragrahmen 14 ein Träger 41 vorgesehen. Die Schiene 31 ist durch eine Verstrebung 13 verstärkt.On the fastening device 40 is a guiding element 32 attached, which is in the rail 31 intervenes. The fastening device 40 is also with the rotation device 19 and the support frame 14 the device 10 connected. The supporting frame 14 grasp the solar surface 20 , In order to increase the stability of the arrangement is between the fastening device 40 and the support frame 14 A carrier 41 intended. The rail 31 is by a bracing 13 strengthened.

Die Erfindung ist nicht auf eine der vorgeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.The invention is not limited to any of the prescribed embodiments, but can be modified in many ways.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.All of the claims, the description and the drawings resulting features and advantages, including design details, spatial arrangements and method steps may be essential to the invention both in itself and in a variety of combinations.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

AA: Achseaxis
BB: Achseaxis
aa: Drehrichtungdirection of rotation
a'a ': Drehrichtungdirection of rotation
bb: Schwenkrichtungpan direction
b'b ': Schwenkrichtungpan direction
1010: Vorrichtungcontraption
1111: Antriebdrive
1212: Feinjustierungfine adjustment
1313: Verstrebungbrace
1414: Tragrahmensupporting frame
1515: Gehäusecasing
1616: Kopplungselementcoupling element
1717: Getriebetransmission
1818: Steuerungcontrol
1919: Rotationseinrichtungrotation means
20 20: Solarflächesolar surface
3030: Führungseinrichtungguide means
3131: Schienerail
3232: Leitelementvane
3333: Führungsschlitzguide slot
3434: Kulissenführunglink guide
3535: Führungsrohrguide tube
3636: Flachführungflat guide
4040: Befestigungsvorrichtungfastening device
4141: Trägercarrier
5050: Mehrplatz-NachführungsanlageMulti-tracker arrangement
5151: zentraler Antriebcentral drive
5252: zentrale Steuerungseinheitcentral control unit
5353: GewichtWeight
5454: Verbindungconnection
5555: dezentrale Nachführungseinheitdecentralized tracking unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005042478 A1 [0006, 0008]

Claims

Contraption ( 10 ) for tracking at least one solar surface ( 20 ), the device ( 10 ) a fastening device ( 40 ), on which the solar surface ( 20 ) and a drive ( 11 ), the fastening device ( 40 ) in a direction of rotation (a, a ') about an axis of rotation (A) moves, characterized in that • the fastening device ( 40 ) in a pivoting direction (b, b ') about a pivot axis (B), is movable, • that the axis of rotation (A) and the pivot axis (B) by a guide device ( 30 ) are coupled together such that a rotation of the fastening device ( 40 ) about the axis of rotation (A) in the direction of rotation (a, a ') at the same time the pivoting of the fastening device ( 40 ) in the pivoting direction (b, b '), • that the guide device ( 30 ) a rail ( 31 ) having.

Contraption ( 10 ) according to one of claims 1, characterized in that the rail ( 31 ) has a curvature about the axis of rotation (A) and a curvature about the pivot axis (B).

Contraption ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the rail ( 31 ) is adapted in shape and orientation to a latitude associated therewith on which the device is used.

Contraption ( 10 ) according to claim 3, characterized in that the rail ( 31 ) is interchangeable.

Contraption ( 10 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the rail ( 31 ) is designed such that its shape and its orientation within the guide device ( 30 ) the mean solar ephemerides of latitude on which the device ( 10 ) is used.

Contraption ( 10 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the rail ( 31 ) a slide guide ( 34 ), a guide tube ( 35 ), a flat guide ( 36 ) o. The like. Is.

Contraption ( 10 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the rail ( 31 ) a guide slot ( 33 ) is trained.

Contraption ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that on the fastening device ( 40 ) at least one guiding element ( 32 ), which is in the rail ( 31 ), preferably in the guide slot ( 33 ) of the rail ( 31 ).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that an additional adjusting element ( 12 ) for fine adjustment of the output pivot angle of the solar surface ( 20 ) is provided at the geographical latitude of the plant location.

Contraption ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that on the device ( 10 ) a mark is attached, which the preferred azimuth orientation of the device ( 10 ) in the starting position.

Contraption ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fastening device ( 40 ) with a support frame ( 14 ) connected is.