DE102010045323A1

DE102010045323A1 - Device and method for controlling a solar thermal system

Info

Publication number: DE102010045323A1
Application number: DE102010045323A
Authority: DE
Inventors: Günter Germann; Ralf Hübner; Stephan Herzig
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2012-03-15
Also published as: WO2012034628A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein erfahren (200) zur Steuerung einer solarthermischen Anlage. Das Verfahren (200) umfasst einen Schritt des Ermittelns (210) von ersten Ausrichtungsdaten für ein erstes Solarspiegelmodul (110a) und zweiten Ausrichtungsdaten für ein zweites Solarspiegelmodul (110b), wobei die ersten Ausrichtungsdaten eine Ausrichduls (110a) in Bezug auf die Sonne betreffen und die zweiten Ausrichtungsdaten eine Ausrichtung eines Solarspiegels des zweiten Solarspiegelmoduls (110b) in Bezug auf die Sonne betreffen und wobei das Ermitteln in einer zentralen Ansteuereinheit (100) erfolgt. Ferner umfasst das Verfahren (200) einen Schritt des Übertragens (220) der ersten Ausrichtungsdaten an das erste Solarspiegelmodul (110a) und der zweiten Ausrichtungsdaten an das zweite Solarspiegelmodul (110b), wobei das Übertragen unter Verwendung eines gemeinsamen Datenbus (172) erfolgt, über welches Daten von der zentralen Ansteuereinheit (100) zum ersten (110a) und zweiten Solarspiegelmodul (110b) übertragbar sind.The present invention relates to an experience (200) for controlling a solar thermal system. The method (200) comprises a step of determining (210) first alignment data for a first solar mirror module (110a) and second alignment data for a second solar mirror module (110b), the first alignment data relating to an alignment module (110a) with respect to the sun and the second alignment data relate to an alignment of a solar mirror of the second solar mirror module (110b) with respect to the sun, and the determination takes place in a central control unit (100). The method (200) further comprises a step of transmitting (220) the first alignment data to the first solar mirror module (110a) and the second alignment data to the second solar mirror module (110b), the transmission taking place using a common data bus (172) via which data can be transmitted from the central control unit (100) to the first (110a) and second solar mirror module (110b).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer solarthermischen Anlage gemäß den unabhängigen Ansprüchen.The present invention relates to an apparatus and a method for controlling a solar thermal plant according to the independent claims.

Nachdem fossile Brennstoffe in Zukunft stark zur Neige gehen werden, jedoch mit einem erhöhten Bedarf an elektrische Energie zu rechnen ist, gewinnen alternative und regenerative Energiequellen zunehmend an Bedeutung. Insbesondere rückt dabei die Solarenergie in den Fokus, da diese sehr einfach aus der Sonneneinstrahlung zu gewinnen ist. Hierbei lassen sich zwei prinzipiell verschiedene Ansätze zur Gewinnung von Solarenergie nennen, nämlich den Ansatz der Solarthermie und den Ansatz der Photovoltaik. Während die Anlagen, die auf der Basis von Photovoltaik Solarenergie bereitstellen bei hohen Außentemperaturen einen geringeren Wirkungsgrad aufweisen und zudem keine sehr präzise Ausrichtung der Module auf die Sonne benötigen, ist bei Anlagen, die auf der Basis von Solarthermie arbeiten, eine sehr präzise Ausrichtung der einzelnen Spiegelelemente auf die Sonne erforderlich, da ansonsten eine präzise Fokussierung der Sonnenstrahlen auf einen Brennpunkten nicht gegeben ist. Weiterhin sollen möglichst kostengünstige Module zur Umlenkung der Sonnenstrahlen verwendet werden, um die gesamte Solaranlage möglichst preisgünstig zu halten. Insbesondere die Ansteuerung von einzelnen Solarspiegelelementen bietet dabei noch Potenzial zu Verbesserungen.As fossil fuels will run out of steam in the future, but with increased demand for electrical energy, alternative and regenerative energy sources are becoming increasingly important. In particular, the solar energy comes into focus, as it is very easy to gain from the sun's rays. Here are two fundamentally different approaches for the production of solar energy call, namely the approach of solar thermal and the approach of photovoltaics. While photovoltaic PV systems are less efficient at high ambient temperatures and do not require very precise solar orientation, solar thermal systems have a very precise alignment of the solar panels Mirror elements required to the sun, because otherwise a precise focusing of the sun's rays is not given to a focal points. Furthermore, the most cost-effective modules for deflecting the sun's rays should be used to keep the entire solar system as cheap as possible. In particular, the control of individual solar mirror elements still offers potential for improvement.

Die DE 10 2008 044 683 A1 zeigt eine Photovoltaikanlage mit einer Nachführungssteuerung, wobei diese Nachführungssteuerung weder ausreichend präzise für den Einsatz in einer solarthermischen Anlage noch die Verwendung von ausreichend kostengünstigen Solarspiegelmodulen zur Bereitstellung einer preisgünstigen Solaranlage ermöglicht.The DE 10 2008 044 683 A1 shows a photovoltaic system with a Nachführsteuerung, this Nachführungssteuerung neither sufficiently precise for use in a solar thermal system still allows the use of sufficiently inexpensive solar mirror modules to provide a low-cost solar system.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung zur Steuerung einer solarthermischen Anlage zu schaffen.It is therefore the object of the present invention to provide an improved method and an improved apparatus for controlling a solar thermal system.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung einer solarthermischen Anlage, eine Vorrichtung zur Steuerung einer solarthermischen Anlage sowie ein Computerprogrammprodukt gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.This object is achieved by a method for controlling a solar thermal system, a device for controlling a solar thermal system and a computer program product according to the independent claims.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Steuerung einer solarthermischen Anlage, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

– Ermitteln von ersten Ausrichtungsdaten für ein erstes Solarspiegelmodul und zweiten Ausrichtungsdaten für ein zweites Solarspiegelmodul, wobei die ersten Ausrichtungsdaten eine Ausrichtung eines Solarspiegels des ersten Solarspiegelmoduls in Bezug auf die Sonne betreffen und die zweiten Ausrichtungsdaten eine Ausrichtung eines Solarspiegels des zweiten Solarspiegelmoduls in Bezug auf die Sonne betreffen und wobei das Ermitteln in einer gemeinsamen zentralen Ansteuereinheit erfolgt; und
– Übertragen der ersten Ausrichtungsdaten an das erste Solarspiegelmodul und der zweiten Ausrichtungsdaten an das zweite Solarspiegelmodul, wobei das Übertragen unter Verwendung eines gemeinsamen Datenbus erfolgt, über welches Daten von der zentralen Ansteuereinheit zum ersten und zweiten Solarspiegelmodul übertragbar sind.

The present invention provides a method of controlling a solar thermal plant, the method comprising the steps of:

Determining first alignment data for a first solar mirror module and second alignment data for a second solar mirror module, the first alignment data relating to an orientation of a solar mirror of the first solar module with respect to the sun and the second alignment data relating to a solar mirror of the second solar module relative to the sun relate and wherein the determination is carried out in a common central control unit; and
Transmitting the first alignment data to the first solar mirror module and the second alignment data to the second solar mirror module, the transmission being performed using a common data bus via which data is transferable from the central drive unit to the first and second solar mirror modules.

Ferner schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung einer solarthermischen Anlage, wobei die Vorrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

– eine Einheit zum Ermitteln von ersten Ausrichtungsdaten für ein erstes Solarspiegelmodul und zweiten Ausrichtungsdaten für ein zweites Solarspiegelmodul, wobei die ersten Ausrichtungsdaten eine Ausrichtung eines Solarspiegels des ersten Solarspiegelmoduls in Bezug auf die Sonne betreffen und die zweiten Ausrichtungsdaten eine Ausrichtung eines Solarspiegels des zweiten Solarspiegelmoduls in Bezug auf die Sonne betreffen wobei das Ermitteln in einer zentralen Ansteuereinheit erfolgt; und
– eine Einheit zum Übertragen der ersten Ausrichtungsdaten an das erste Solarspiegelmodul und der zweiten Ausrichtungsdaten an das zweite Solarspiegelmodul, wobei das Übertragen unter Verwendung eines gemeinsamen Datenbus erfolgt, über welches Daten von der gemeinsamen zentralen Ansteuereinheit zum ersten und zweiten Solarspiegelmodul übertragbar sind.

Furthermore, the present invention provides a device for controlling a solar thermal system, the device having the following features:

A first orientation data acquisition unit for a first solar mirror module and second alignment data for a second solar mirror module, the first alignment data relating to an orientation of a solar mirror of the first solar module with respect to the sun, and the second alignment data relating to an orientation of a solar mirror of the second solar module relate to the sun wherein the determination is done in a central drive unit; and
A unit for transmitting the first alignment data to the first solar mirror module and the second alignment data to the second solar mirror module, wherein the transmission is performed using a common data bus, via which data from the common central drive unit to the first and second solar mirror module are transferable.

Unter einer Vorrichtung oder einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, a device or a control device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control signals in dependence thereon. The control unit may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based design, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains various functions of the control unit. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.

Auch schafft die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist, zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, wenn das Programm auf einem Steuergerät oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.Also, the present invention provides a computer program product with program code stored on a machine-readable medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory Carrying out the method described above, when the program is executed on a control device or a device.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass nun durch eine zentrale Ermittlung der Ausrichtungsdaten für Solarspiegel von unterschiedlichen Solarspiegelmodulen eine deutlich effektiverer und vor allem kostengünstigere Ansteuerung bzw. Ausrichtung der unterschiedlichen Solarspiegel möglich wird. Dabei werden in einer zentralen Ansteuereinheit die ersten Ausrichtungsdaten, die die gewünschte Ausrichtung des Spiegels des ersten Solarspiegelmoduls zur optimalen Fokussierung der Sonnenstrahlen repräsentieren als auch die zweiten Ausrichtungsdaten, die die gewünschte Ausrichtung des Spiegels des zweiten Solarspiegelmoduls zur optimalen Fokussierung der Sonnenstrahlen repräsentieren, bestimmt. Dies ermöglicht die Verwendung von sehr einfachen Aktuatorikmodulen im ersten und zweiten Solarspiegelmodulen, welche nicht mehr in der Lage sein müssen die anzufahrenden Positionen der Solarspiegel der betreffenden Module zu berechnen, sondern lediglich die Solarspiegel der betreffenden Module in diejenige Position ausrichten müssen, die durch die ersten bzw. zweiten Ausrichtungsdaten vorgegeben werden. Hierdurch kann auf eine komplexe Berechnung der erforderlichen Ausrichtung der Solarspiegel in den betreffenden Solarspiegelmodulen verzichtet werden, wodurch diese Steuereinheiten in den peripheren Solarspiegelmodulen sehr einfach ausgestaltet werden können. Hierdurch lassen sich sehr einfache und somit sehr kostengünstige Steuermodule für die Umsetzung der erforderlichen Ausrichtung der Solarspiegel in diesen dezentral angeordneten Solarspiegelmodulen verwenden. Die Solarspiegelmodule können dabei beispielsweise Parabolrinnenspiegel, Einzelspiegel in Form von Heliostaten oder Linear Fresnelspiegel sein. Weiterhin bietet sich der Vorteil, dass durch die zentrale Bestimmung der Ausrichtungsdaten und die Übertragung dieser Ausrichtungsdaten über den Datenübertragungsbus eine präzise zeitliche Bestimmung der tatsächlichen aktuatorischen Ausrichtung der Solarspiegel in den jeweils betreffenden Modulen überwacht bzw. gesteuert werden kann. Hierdurch lässt sich beispielsweise vermeiden, dass zu viele zu Solarspiegelmodule zu gleicher Zeit ihre zugeordneten Solarspiegel verstellen, so dass die maximale Leistungsaufnahme der gesamten solarthermischen Anlage überschritten würde oder hierdurch Netzschwankungen auf einem Energieversorgungsnetz hervorgerufen werden.The present invention is based on the finding that now by a central determination of the alignment data for solar mirrors of different solar mirror modules a much more effective and, above all, less expensive control or alignment of the different solar mirrors is possible. In this case, in a central drive unit, the first orientation data representing the desired orientation of the mirror of the first solar mirror module for optimal focusing of the sun's rays as well as the second orientation data representing the desired orientation of the mirror of the second solar mirror module for optimum focusing of the sun's rays determined. This allows the use of very simple Aktuatorikmodulen in the first and second solar mirror modules, which no longer need to be able to calculate the positions to be approached, the solar mirror of the respective modules, but only the solar mirrors of the respective modules in the position must be aligned by the first or second orientation data. This makes it possible to dispense with a complex calculation of the required orientation of the solar mirror in the respective solar mirror modules, whereby these control units in the peripheral solar mirror modules can be made very simple. This makes it possible to use very simple and thus very cost-effective control modules for the implementation of the required orientation of the solar mirror in these decentralized solar mirror modules. The solar mirror modules can be, for example, parabolic trough mirrors, individual mirrors in the form of heliostats or linear fresnel mirrors. Furthermore, there is the advantage that a centralized determination of the alignment data and the transmission of these alignment data via the data transmission bus can be used to monitor or control a precise time determination of the actual actuator orientation of the solar mirrors in the respectively relevant modules. This makes it possible, for example, avoid too many to solar mirror modules at the same time adjust their associated solar mirrors, so that the maximum power consumption of the entire solar thermal system would be exceeded or caused by network fluctuations on a power grid.

Gemäß einer günstigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können im Schritt des Übertragens die ersten Ausrichtungsdaten an zumindest ein drittes Solarspiegelmodul übertragen werden, das mit dem ersten Solarspiegelmodul zu einer Gruppe von Solarspiegelmodulen zusammengeschaltet ist, welche gemeinsame Ausrichtungsdaten verwenden. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass mehrere Solarspiegelmodule, die zu einer Gruppe von Modulen zusammengeschaltet sind, gemeinsam angesteuert werden können. Insbesondere wenn eine hohe Anzahl von beispielsweise mehreren Hundert entsprechenden Modulen dezentral angeordnet sind, könnte die entsprechende Übertragung von individuellen Ausrichtungsdaten für die einzelnen individuellen Solarspiegelmodule eine zu große Übertragungszeit in Anspruch nehmen, so dass keine zeitnahe Regelung der Ausrichtung der Solarspiegel der einzelnen Module mehr möglich wird. Bei der vorstehend vorgeschlagenen Ausführungsform kann dabei ausgenutzt werden, dass bei sehr eng benachbart angeordneten Solarspiegelelemente keine großen Abweichungen der Ausrichtungen erforderlich sind, da diese unterschiedlichen Ausrichtungen für die beiden benachbarten Solarspiegel beispielsweise nicht messbar oder technisch nicht realisierbar sind.According to a favorable embodiment of the present invention, in the step of transmitting, the first alignment data may be transmitted to at least one third solar mirror module interconnected with the first solar mirror module to a group of solar mirror modules using common alignment data. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that several solar mirror modules, which are connected together to form a group of modules, can be controlled jointly. In particular, if a high number of, for example, several hundred corresponding modules are arranged in a decentralized manner, the corresponding transmission of individual alignment data for the individual solar module modules could take too long a transmission time, so that no timely regulation of the orientation of the solar mirrors of the individual modules is possible , In the embodiment proposed above, it can be exploited that in the case of very closely adjacent solar mirror elements, no large deviations of the orientations are required, since these different orientations for the two adjacent solar mirrors are not measurable or not technically feasible, for example.

Günstig ist es ferner, wenn gemäß einer anderen Ausführungsform der Schritt des Ermittelns in einer Ansteuereinheit ausgeführt wird, welche in einem Gehäuse angeordnet ist, das sich von einem Gehäuse des ersten und/oder zweiten Solarspiegelmoduls unterscheidet. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass sichergestellt werden kann, dass die Ermittlung der Ausrichtungsdaten für das erste und zweite Solarspiegelmodule in der der zentralen Ansteuereinheit ausgeführt wird, die beispielsweise in einer größeren Entfernung von mehreren Hundert Metern von den einzelnen Solarspiegelmodulen entfernt angeordnet ist.It is also favorable if, according to another embodiment, the step of determining is carried out in a drive unit which is arranged in a housing which differs from a housing of the first and / or second solar mirror module. Such an embodiment of the present invention has the advantage that it can be ensured that the determination of the alignment data for the first and second solar mirror modules is carried out in that of the central control unit, for example located a greater distance of several hundred meters from the individual solar mirror modules is.

Günstig ist es ferner, wenn im Schritt des Ermittelns erste Ausrichtungsdaten und zweite Ausrichtungsdaten ermittelt werden, die sich voneinander unterscheiden. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt sicher, dass das erste und zweite Solarspiegelmodule mit den jeweils in Bezug auf die der geographisch Anordnung der betreffenden Solarspiegelmodule passenden Ausrichtungsdaten versorgt werden.It is also favorable if, in the step of determining, first orientation data and second alignment data are determined which differ from one another. Such an embodiment of the present invention ensures that the first and second solar mirror modules are supplied with the alignment data respectively fitting in relation to the geographical arrangement of the respective solar mirror modules.

Um eine möglichst effiziente Ermittlung der Ausrichtungsdaten für die einzelnen Solarspiegelmodule zu erreichen, können im Schritt des Ermittelns die ersten Ausrichtungsdaten unter Verwendung einer ersten Ausrichtungsdatenerzeugungsfunktion in der Ansteuereinheit ermittelt werden, und die zweiten Ausrichtungsdaten unter Verwendung einer zweiten Ausrichtungsdatenerzeugungsfunktion in der zentralen Ansteuereinheit ermittelt werden, wobei die erste und zweite Ausrichtungsdatenerzeugungsfunktion als Softwaremodule in der zentralen Ansteuerungseinheit implementiert sind und wobei die erste Ausrichtungsdatenerzeugungsfunktion die ersten Ausrichtungsdaten auf der Basis von geographischen Koordinaten des ersten Solarspiegelmoduls ermittelt und die zweite Ausrichtungsdatenerzeugungsfunktion die zweiten Ausrichtungsdaten auf der Basis von geographischen Koordinaten des zweiten Solarspiegelmoduls ermittelt. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass beispielsweise eine einzelne Routine als Ausrichtungsdatenerzeugungsfunktion in der zentralen Ansteuereinheit zur Berechnung der ersten und zweiten Ausrichtungsdaten verwendet werden kann, wobei beispielsweise als Unterscheidung der einzelnen Ausrichtungsdatenerzeugungsfunktionen lediglich einzelne unterschiedliche Parameter als Eingaben der Funktionen verwendet werden, wobei diese Parameter Informationen über beispielsweise geographische Koordinaten des ersten und/zweiten oder Solarspiegelmoduls sein können. Hierdurch lässt sich eine sehr einfache und bei Bedarf schnell umkonfigurierbare Routine oder Funktion implementieren, um die entsprechenden Ausrichtungsdaten für das erste und/oder zweite Solarspiegelmodul zu erzeugen.In order to obtain the most efficient determination of the alignment data for the individual solar mirror modules, in the step of determining, the first alignment data may be determined using a first alignment data generation function in the drive unit, and the second alignment data may be determined using a second alignment data generation function in the central drive unit, the first and second alignment data generation functions are implemented as software modules in the central drive unit, and wherein the first alignment data generation function is the first one Alignment data is determined based on geographic coordinates of the first solar mirror module and the second alignment data generation function determines the second alignment data based on geographic coordinates of the second solar mirror module. Such an embodiment of the present invention has the advantage that, for example, a single routine can be used as an alignment data generation function in the central drive unit for calculating the first and second alignment data, for example, only individual different parameters being used as inputs of the functions as a distinction of the individual alignment data generation functions, these parameters may be information about, for example, geographic coordinates of the first and / or second or solar mirror module. This makes it possible to implement a very simple and quickly reconfigurable routine or function to generate the corresponding alignment data for the first and / or second solar mirror module.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Aktualisieren der ersten und/oder zweiten Ausrichtungsdatenerzeugungsfunktion in der zentralen Ansteuereinheit vorgesehen sein. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass bei einer Anpassung einer Routine oder Funktion zur Ermittlung der Ausrichtungsdaten lediglich in der zentralen Ansteuereinheit die betreffende Software auszutauschen ist. Hierdurch kann vermieden werden, dass beispielsweise der Datenübertragungsbus sehr stark durch die Übermittlung einer überarbeiteten Software an die einzelnen dezentral angeordneten Solarspiegelmodule belastet würde, damit in deren Steuer- bzw. Aktuatoreinheit eine korrekte Bestimmung der erforderlichen Ausrichtungsdaten für den zu überwachenden Solarspiegel bestimmt werden kann.In accordance with another embodiment of the present invention, updating of the first and / or second registration data generation functions may be further provided in the centralized drive unit. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that, when adapting a routine or function for determining the alignment data, the relevant software is only to be exchanged in the central control unit. In this way it can be avoided that, for example, the data transmission bus would be heavily burdened by the transmission of a revised software to the individual decentralized solar mirror modules, so that in the control or actuator unit a correct determination of the required alignment data for the solar mirror to be monitored can be determined.

Günstig ist es ferner, wenn gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel im Schritt des Ermittelns das Ermitteln der ersten Ausrichtungsdaten unter Verwendung von über eine Benutzerschnittstelle in der zentralen Ansteuereinheit eingegebenen Daten erfolgt und/oder das im Schritt des Ermittelns das Ermitteln der zweiten Ausrichtungsdaten unter Verwendung von über die Benutzerschnittstelle in der zentralen Ansteuereinheit eingegebenen Daten erfolgt. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass eine zentrale Konfiguration von Parametern an eine entsprechende Benutzerschnittstelle in der zentralen Ansteuereinheit durchgeführt werden kann. Dies ermöglicht eine bessere Möglichkeit zur Wartung der gesamten Anlage durch eine Reduktion des erforderlichen Datenverkehrs auf dem Datenübertragungsbus, da die zu ändernden Parametern nicht einzeln über den Datenübertragungsbus an die betreffenden Solarspiegelmodule übertragen zu werden brauchen. Vielmehr werden die Ausrichtungsdaten als Ergebnis der Berechnung der Ausrichtung der Solarspiegel an die einzelnen Solarspiegelmodule übertragen, so dass der Datenübertragungsbus speziell zu Übertragung von wenigen oder besser gesagt einem bevorzugten Datenformat ausgelegt werden kann und somit für eine hohe Übertragungsrate dieses Datenformats optimiert werden kann.It is also favorable if, according to a further embodiment, in the step of determining the determination of the first alignment data using data entered via a user interface in the central drive unit data and / or in the step of determining the determination of the second alignment data using the User interface in the central control unit entered data takes place. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that a central configuration of parameters can be performed on a corresponding user interface in the central drive unit. This allows better maintenance of the entire plant by reducing the required traffic on the communication bus, since the parameters to be changed need not be individually transmitted to the respective solar mirror modules via the data transfer bus. Rather, the alignment data is transmitted as a result of the calculation of the orientation of the solar mirror to the individual solar mirror modules, so that the data transfer can be designed specifically for transmission of a few or better said a preferred data format and thus can be optimized for a high transmission rate of this data format.

Um eine möglichst optimale Ausrichtung der Solarspiegelmodule zu erreichen können im Schritt des Ermittelns die ersten Ausrichtungsdaten auf der Basis von Sensorsignalen ermittelt werden, die in der zentralen Ansteuereinheit über den Datenübertragungsbus von dem ersten Solarspiegelmodul erhalten werden und/oder wobei im Schritt des Ermittelns die zweiten Ausrichtungsdaten auf der Basis von Sensorsignalen ermittelt werden, die in der zentralen Ansteuereinheit über den Datenübertragungsbus von dem zweiten Solarspiegelmodul erhalten werden.In order to achieve the best possible alignment of the solar mirror modules, the first alignment data can be determined in the step of determining on the basis of sensor signals obtained in the central drive unit via the Datenübertragungsbus from the first solar mirror module and / or in the step of determining the second alignment data are determined on the basis of sensor signals which are obtained in the central drive unit via the data transfer bus from the second solar mirror module.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 ein Blockschaltbild einer solarthermischen Anlage, in der ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann; und 1 a block diagram of a solar thermal system in which an embodiment of the present invention can be used; and

2 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als Verfahren. 2 a flowchart of an embodiment of the present invention as a method.

Gleiche oder ähnliche Elemente können in den nachfolgenden Figuren durch gleiche oder ähnliche Bezugszeichen versehen sein. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnungen, deren Beschreibung sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet werden oder sie zu weiteren, hier nicht explizit beschriebenen Kombinationen zusammengefasst werden können. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder” Verknüpfung zwischen einem ersten Merk-mal/Schritt und einem zweiten Merk-mal/Schritt, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal/den ersten Schritt als auch das zweite Merkmal/den zweiten Schritt und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal/Schritt oder nur das zweite Merkmal/Schritt aufweist.The same or similar elements may be provided in the following figures by the same or similar reference numerals. Furthermore, the figures of the drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. It is clear to a person skilled in the art that these features are also considered individually or that they can be combined to form further combinations not explicitly described here. Furthermore, method steps according to the invention can be repeated as well as carried out in a sequence other than that described. If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature / step and a second feature / step, then this can be read so that the embodiment according to an embodiment, both the first feature / the first step and the second feature / step and, according to another embodiment, either only the first feature / step or only the second feature / step.

1 zeigt ein Blockschaltbild einer solarthermischen Anlage, in der ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann. Dabei ist in der Darstellung aus 1 eine zentrale Ansteuereinheit 100 dargestellt, in der die speziellen Ausrichtungsdaten für unterschiedliche Solarspiegelmodule berechnet werden. Diese Ausrichtungsdaten könne eine horizontale und/oder vertikale Neigung bezüglich der Erdoberfläche repräsentieren, in die die entsprechenden Solarspiegel 105 der jeweiligen Solarspiegelmodule 110 auszurichten sind, so dass diese Solarspiegel die von der Sonne ausgehenden Strahlen auf einen bestimmten Punkt bzw. eine bestimmte Achse fokussieren. Die Solarspiegelmodule können dabei beispielsweise Heliostaten sein, wenn die solarthermische Anlage ein Solarturmkraftwerk ist. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel, können die Solarspiegelmodule auch Parabolrinnen- oder Solarspiegelmodule 110 sein, wie sie in der 1 dargestellt sind. Die Solarspiegelmodule weisen neben dem Solarspiegel (der gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel beispielsweise eine Parabolrinnenform aufweist) noch eine Aktuatorik 120 auf, die beispielsweise einen Elektromotor und einen Stellgrößengeber umfasst. Die Aktuatorik 120 stellt sicher, dass der Parabolrinnenspiegel 105 gemäß entsprechender Ausrichtungsdaten so auf die Sonne hin ausgerichtet ist, dass einfallende Sonnenstrahlen auf einen Absorberrohr 130 konzentriert werden, so dass ein Wärmeübertragungsfluid, welches in der dem Absorberrohr 130 bei Betrieb des Solaranlage fließen kann, möglichst stark erhitzt wird. Um eine möglichst große Ausnutzung von ein einstrahlender Sonnenenergie zu erreichen, werden mehrere solcher Solarspiegelmodule 110, wie sie vorstehend beschrieben wurden in Reihe geschaltet, so dass sich beispielsweise die in 1 dargestellte Reihenschaltung von drei Solarspiegelmodulen (d. h. einem ersten Solarspiegelmodul 110a, einem zweiten Solarspiegelmodul 110b, sowie einem dritten Solarspiegelmodul 110c) ergibt, die alle eine Konzentration von Sonnenstrahlen auf das eine Absorberrohr 130 ermöglichen. Zusätzlich kann zur Erhöhung der Nutzung von einfallender Sonnenstrahlung noch eine Parallelschaltung von weiteren in der Reihe geschalteten Solarspiegelmodulen 110 verwendet werden, wie dies beispielsweise durch die mittlere und untere Reihe von verbundenen Solarspiegelmodulen 110 in 1 dargestellt ist. Eine solche Verbindung von Solarspiegelmodulen kann analog zu der zuvor beschriebenen Reihenschaltung von Solarspiegelmodulen gemäß der oberen Reihe aus 1 aufgebaut sein. 1 shows a block diagram of a solar thermal system in which an embodiment of the present invention can be used. It is in the presentation off 1 a central control unit 100 in which the specific alignment data for different solar mirror modules is calculated. This orientation data may represent a horizontal and / or vertical slope with respect to the earth's surface into which the corresponding solar mirrors 105 the respective solar mirror modules 110 be aligned so that these solar mirrors focus the rays emanating from the sun to a specific point or a specific axis. The solar mirror modules can be, for example, heliostats, if the solar thermal system is a solar tower power plant. According to another embodiment, the solar mirror modules may also parabolic trough or solar mirror modules 110 be like they are in the 1 are shown. The solar mirror modules have next to the solar mirror (according to the in 1 illustrated embodiment, for example, has a parabolic trough shape) nor an actuator 120 on, which includes, for example, an electric motor and a manipulated variable encoder. The actuators 120 Make sure the parabolic trough mirror 105 oriented towards the sun according to appropriate orientation data, that incident sun rays on an absorber tube 130 be concentrated, so that a heat transfer fluid, which in the absorber tube 130 during operation of the solar system can flow, is heated as much as possible. In order to achieve the greatest possible use of a einstrahlender solar energy, several such solar mirror modules 110 , as described above, connected in series, so that, for example, the in 1 shown series connection of three solar mirror modules (ie a first solar mirror module 110a , a second solar mirror module 110b , as well as a third solar mirror module 110c ), which results in a concentration of sun rays on the one absorber tube 130 enable. In addition, to increase the use of incident solar radiation nor a parallel connection of further connected in series solar mirror modules 110 used, as for example, by the middle and bottom row of connected solar mirror modules 110 in 1 is shown. Such a connection of solar mirror modules can analogously to the previously described series connection of solar mirror modules according to the upper row 1 be constructed.

Ein Fluss des in dem Absorberrohr 130 fließenden Fluids kann beispielsweise durch eine in 1 auf der rechten unteren Seite dargestellten Pumpe sowie ein Ventil gesteuert werden, wobei das Fluid dann von rechts nach links durch die in 1 dargestellten Absorberrohre 130 fließen kann und wobei ein Rückflussrohr aus Gründen der Einfachheit in 1 nicht mehr dargestellt ist.A flow of the in the absorber tube 130 flowing fluid, for example, by a in 1 controlled on the right lower side pump and a valve, the fluid then from right to left through the in 1 illustrated absorber tubes 130 can flow and being a return tube for the sake of simplicity in 1 is no longer shown.

Auf diese Weise kann ein (Solar-)Feld 140 von in der Reihe und parallel geschalteten Solarspiegelmodul vorgesehen sein, bei dem die Ausrichtung der einzelnen Solarspiegel 105 jedes Moduls 110 durch die zentrale Ansteuereinheit 100 vorbestimmt bzw. ermittelt werden kann.In this way, a (solar) field 140 be provided by in-line and parallel solar mirror module, in which the orientation of each solar mirror 105 every module 110 through the central control unit 100 can be predetermined or determined.

Ferner kann durch die zentrale Ansteuereinheit 100 auch die Ausrichtung von weiteren Solarspiegelmodulen ermittelt werden, die in einem zweiten Feld 150 oder einem dritten Feld 155, beispielsweise analog zu der Anordnung gemäß dem Feld 140 angeordnet sind. Die Anordnung von vier in Serie geschalteten Solarspiegelmodulen und von drei parallelgeschalteten Serienschaltungen von Solarspiegelmodulen ist dabei lediglich aus Gründen der einfacheren Darstellung gewählt worden; es können auch mehr oder weniger als vier Solarspiegelmodule in Serie geschaltet werden oder mehr oder weniger Serienschaltungen von Solarspiegelmodulen parallel geschaltet werden, ohne dass dies Einfluss auf die Umsetzung der Erfindung nimmt.Furthermore, by the central drive unit 100 Also, the orientation of other solar mirror modules are determined, which in a second field 150 or a third field 155 , For example, analogous to the arrangement according to the field 140 are arranged. The arrangement of four series-connected solar mirror modules and three parallel series circuits of solar mirror modules has been chosen only for the sake of simplicity of illustration; It is also possible to connect more or less than four solar mirror modules in series or to switch more or less series circuits of solar mirror modules in parallel, without this having any influence on the implementation of the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Ermittlung und Übertragung von Ausrichtungsdaten für die im Feld 140 angeordnet in Solarspiegelmodule 110 näher beschrieben, wobei die Ermittlung und Übertragung von Ausrichtungsdaten für die im zweiten Feld 150 und im dritten Feld 155 angeordneten Solarspiegelmodule auf analoge Weise erfolgt und daher hier nicht gesondert beschrieben werden braucht. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Ermittlung der Ausrichtungsdaten, das heißt in die Daten, die einen Neigungswinkel gegenüber der Horizontalen und der Vertikalen der einzelnen Solarspiegel der Solarspiegelmodule 110 in Bezug auf die Sonne repräsentiert, um eine Fokussierung von Sonnenstrahlen auf einen bestimmten Punkt zu ermöglichen, im Wesentlichen in der zentralen Ansteuereinheit 100 erfolgt. Hierzu wird in der zentralen Ansteuereinheit 100 ein Funktionsmodul 160, beispielsweise als SPS-Modul aufgerufen, in denen Daten bezüglich des Standorts (beispielsweise in Form von geographischen Koordinaten) jeder der Solarspiegelmodule hinterlegt sind, so dass in diesem Funktionsmodul 160 die Ausrichtungsdaten des Solarspiegel für das betreffende Solarspiegelmodul exakt bestimmt werden können. Das Funktionsmodul 160 kann diese Daten bezüglich des Standortes beispielsweise als Eingabeparameter für einen allgemeinen Funktionsblock 170 verwenden, der unter Verwendung dieser Eingabeparameter die entsprechenden Ausrichtungsdaten der jeweiligen Solarspiegel der betreffenden Solarspiegelmodule bestimmt. Beispielsweise kann für das in 1 dargestellte Feld 140 der Funktionsblock 170 für jedes der Solarspiegelmodule 110, das heißt 9 Mal, aufgerufen werden, um die individuellen Ausrichtungsdaten für jeden der in 1 im Feld 140 zusammengeschlossenen 9 Solarspiegelmodule zu ermitteln, wobei bei jedem Aufruf die (sich unterscheidenden) Eingabeparameter für die einzelnen Solarspiegelmodule 110 verwendet werden. Auf diese Weise können individuelle Ausrichtungsdaten für jedes der einzelnen Solarspiegelmodule 110 bestimmt werden, die im Feld 140 zusammengeschlossen sind.The invention will now be described with reference to the determination and transmission of alignment data for those in the field 140 arranged in solar mirror modules 110 described in more detail, wherein the determination and transmission of alignment data for those in the second field 150 and in the third field 155 arranged solar mirror modules done in an analogous manner and therefore need not be described separately here. According to the invention, it is provided that the determination of the orientation data, that is, in the data, the angle of inclination relative to the horizontal and the vertical of the individual solar mirrors of the solar mirror modules 110 with respect to the sun, to allow focusing of sunbeams to a particular point, substantially in the central drive unit 100 he follows. This is done in the central control unit 100 a functional module 160 , For example, called as a PLC module in which data regarding the location (for example in the form of geographic coordinates) of each of the solar mirror modules are deposited, so that in this function module 160 the orientation data of the solar mirror for the relevant solar mirror module can be determined exactly. The functional module 160 For example, this location information may be used as an input parameter to a general function block 170 using these input parameters determines the appropriate orientation data of the respective solar mirror of the respective solar mirror modules. For example, for the in 1 shown field 140 the function block 170 for each of the solar mirror modules 110 , that is 9 times, to be called to the individual registration data for each of the in 1 in The Field 140 To determine together 9 solar mirror modules, whereby with each call the (differing) input parameters for the individual solar mirror modules 110 be used. This allows individual alignment data for each of the individual solar mirror modules 110 to be determined in the field 140 are joined together.

Die auf diese Weise bestimmten Ausrichtungsdaten für die einzelnen Solarspiegelmodule 110 werden dann über einen in die 1 gestrichelt dargestellten Datenübertragungsbus 172 an die betreffenden Solarspiegelmodule 110 übertragen, der alle Solarspiegelmodule miteinander verbindet, für die die zentrale Ansteuereinheit 100 Ausrichtungsdaten ermittelt hat. Beispielsweise kann der Datenübertragungsbus 172 die einzelnen Solarspiegelmodule 110 über Buskopper 175 seriell miteinander verbinden, wobei diese Buskoppler 175 als Slave-Element angesehen werden können, wobei die zentrale Ansteuereinheit 100 als Master-Element wirkt. Auf diese Weise implementiert der hier vorgeschlagene Ansatz ein Master-Slave-Konzept mit zentraler Steuerung des Solarfelds 140. Jeder der Buskoppler 175 ist beispielsweise Teil eines Eingabe-Ausgabe-Moduls 180 der Aktuatorik 120 eines Solarspiegelmoduls 110, über das die Aktuatorik 120 des Solarspiegelmoduls 110 die betreffenden individuellen Ausrichtungsdaten für die Ausrichtung des Solarspiegels 105 des jeweiligen Solarspiegelmoduls 110 einliest. Dabei können auch Steuerungsdaten für eine Regelung des Fluidflusses durch das Absorberrohr 130 übertragen werden, beispielsweise Temperaturdaten oder in Form von Ansteuerungsdaten für eine Erhöhung des Fluidflusses durch das Absorberrohr 130, wenn eine erhöhte Sonneneinstrahlung auf das Absorberrohr 130 im Bereich der einzelnen Solarspiegelmodule 110 durch eine korrigierte Ausrichtung der jeweiligen Solarspiegel 105 zu erwarten ist. Dies kann beispielsweise durch eine Erhöhung der Pumpenleistung oder eine Veränderung der Stellung eines Sperrkörpers des Ventils erreicht werden.The orientation data determined for each solar mirror module in this way 110 will then have one in the 1 Dashed data bus shown 172 to the respective solar mirror modules 110 transfer, which connects all solar mirror modules, for which the central control unit 100 Alignment data. For example, the data transfer bus 172 the individual solar mirror modules 110 via buscopper 175 connect in series, these bus couplers 175 can be regarded as a slave element, wherein the central drive unit 100 acts as a master element. In this way, the approach proposed here implements a master-slave concept with central control of the solar field 140 , Each of the bus couplers 175 is for example part of an input-output module 180 the actuatorics 120 a solar mirror module 110 about which the actuatorics 120 of the solar mirror module 110 the relevant individual orientation data for the orientation of the solar mirror 105 of the respective solar mirror module 110 reads. In this case, also control data for a regulation of the fluid flow through the absorber tube 130 be transmitted, for example, temperature data or in the form of control data for increasing the flow of fluid through the absorber tube 130 when there is increased sunlight on the absorber tube 130 in the range of the individual solar mirror modules 110 by a corrected orientation of the respective solar mirror 105 is to be expected. This can be achieved for example by increasing the pump power or changing the position of a blocking body of the valve.

Die Übertragung der Ausrichtungsdaten für die einzelnen Solarspiegel der jeweiligen Solarspiegelmodule kann beispielsweise seriell erfolgen, indem zunächst die Ausrichtungsdaten für die Korrektur der Ausrichtung des Solarspiegels 105 eines ersten Solarspiegelmoduls 110a übertragen werden und zeitlich danach die Ausrichtungsdaten für die Korrektur der Ausrichtung des Solarspiegels eines zweiten Solarspiegelmoduls 110b. Auch können beispielsweise identische Ausrichtungsdaten für die Korrektur der Ausrichtung von Solarspiegeln von zwei (vorzugsweise benachbarten) Solarspiegelmodulen (beispielsweise die Solarspiegelmodule 110a und 110c) an diese Solarspiegelmodule übertragen werden. Dies ermöglicht eine Vereinfachung der Bestimmung der Ausrichtungsdaten in der zentralen Ansteuereinheit 100, da in diesem Fall weniger einzelne Ausrichtungsdaten zu bestimmen sind. Hierbei kann ausgenutzt werden, dass die Unterschiede der entsprechenden erforderlichen Neigungswinkels der für sehr nah beieinander stehende Solarspiegelmodule für eine optimale Ausrichtung oftmals verschwindend gering sind, so dass sie technisch gar nicht umgesetzt oder gemessen werden können.The transmission of the alignment data for the individual solar mirrors of the respective solar mirror modules can be carried out, for example, serially, by first the orientation data for the correction of the orientation of the solar mirror 105 a first solar mirror module 110a and thereafter, the alignment data for correcting the orientation of the solar mirror of a second solar mirror module 110b , Also, for example, identical alignment data may be used to correct the alignment of solar mirrors of two (preferably adjacent) solar mirror modules (eg, the solar mirror modules 110a and 110c ) are transmitted to these solar mirror modules. This makes it possible to simplify the determination of the alignment data in the central drive unit 100 because less individual alignment data needs to be determined in this case. In this case, it can be exploited that the differences in the corresponding required angle of inclination of the solar mirror modules standing very close to each other for optimum alignment are often negligible, so that they can not be technically implemented or measured at all.

Der hier vorgeschlagene Ansatz bietet gegenüber der dezentralen Ermittlung der Ausrichtungsdaten für die Solarspiegel in den einzelnen Solarspiegelmodulen erhebliche Vorteile. Zum ersten können nun Solarspiegelmodule verwendet werden, die eine deutlich kostengünstigere Struktur aufweisen, da auf komplexe Prozessoren zur Berechnung der Ausrichtungsdaten in den Solarspiegelmoduls verzichtet werden kann. Wird berücksichtigt, dass in einer großen Solaranlage meist mehrere 100 bis einige 1000 diese Solarspiegelmodule eingesetzt werden, gewinnt dieser Vorteil zusätzlich an Gewicht, damit steigender Anzahl von Solarspiegelmodulen die eingesparten Kosten entsprechend größer werden. Ein weiterer Vorteil des hier vorgeschlagenen Ansatzes ist darin zu sehen, dass durch die zentrale Ansteuereinheit 100 nun auch Einfluss darauf genommen werden kann, wann welches Solarspiegelmodul 110 tatsächlich aktiv wird und seinen Solarspiegel entsprechend neu ausrichtet. Hierdurch kann vermieden werden, dass die einzelnen Solarspiegelmodule selbsttätig auch bei geringen Änderungen eine Ausrichtung des Solarspiegels korrigieren und damit möglicherweise eine maximale Leistungsaufnahmekapazität des gesamten Solarfelds überschritten wird. Insbesondere wird somit durch den hier vorgeschlagenen Ansatz eine deutliche Verbesserung der Steuerbarkeit oder Regelung des Solarfelds bzw. einer Solaranlage möglich.The approach proposed here offers considerable advantages compared with the decentralized determination of the orientation data for the solar mirrors in the individual solar mirror modules. First, solar mirror modules can now be used, which have a much lower cost structure, as can be dispensed with complex processors for calculating the alignment data in the solar mirror module. Taking into account that in a large solar system usually several 100 to several thousand of these solar mirror modules are used, this advantage gains additional weight, so increasing number of solar mirror modules, the cost savings are correspondingly larger. Another advantage of the approach proposed here is the fact that by the central control unit 100 Now it is also possible to influence which solar module is used 110 actually becomes active and realigns its solar mirror accordingly. In this way, it can be avoided that the individual solar mirror modules automatically correct an orientation of the solar mirror even with slight changes and thus possibly a maximum power absorption capacity of the entire solar field is exceeded. In particular, a clear improvement in the controllability or regulation of the solar field or a solar system is therefore possible by the approach proposed here.

Auf gleiche Weise kann natürlich auch die Steuerung oder Regelung von weiteren Solarspiegelmodulen im zweiten Feld 150 von einem zweiten Funktionsmodul 183 oder von weiteren Solarspiegelmodulen in einem dritten Feld 160 von einem dritten Funktionsmodul 184 gesteuert oder geregelt werden.In the same way, of course, the control or regulation of other solar mirror modules in the second field 150 from a second functional module 183 or from other solar mirror modules in a third field 160 from a third functional module 184 be controlled or regulated.

Ein weiterer Aspekt des hier vorgeschlagenen Ansatzes kann darin gesehen werden, dass es nun möglich ist, manuelle oder automatisierte Eingaben zur Ermittlung der Ausrichtungsdaten in der zentralen Ansteuereinheit 100 sehr einfach durchzuführen. Hierbei kann beispielsweise in einer Betrieb-Leitzentrale 185 in der der zentralen Ansteuereinheit 100 ein Benutzerinterface 187 aufgerufen werden, über welches beispielsweise Änderungen eines Funktionsblocks 170 oder von Daten von weiteren am Solarfeld 140, am zweiten Solarfeld 150 oder am dritten Solarfeld 160 angeschlossenen oder von diesen Solarfeldern abgetrennten Solarspiegelmodulen 110 eingegeben werden können. Die Leitzentrale 185 kann den entsprechenden Funktionsmodulen 160, 183 184 die entsprechende Information bzw. die entsprechenden Daten übermitteln, so dass bei der Ermittlung der Ausrichtungsdaten für die einzelnen Solarspiegelmodule 110 diese Information mit berücksichtigt werden kann. Ein solcher Ansatz einer zentralen Eingabemöglichkeit bietet dann den Vorteil einer erheblichen Entlastung des Datenverkehrs auf dem Datenübertragungsbus 172, da beispielsweise bei einer Änderung eines Funktionsblocks 170 dieser Funktionsblock nicht mehr über den Datenübertragungsbus 172 an die einzelnen Solarspiegelmodule 110 übertragen werden braucht. Weiterhin kann auch die zentrale Ansteuereinheit 100 über eine Schnittstelle 190, beispielsweise über eine Ethernet-Schnittstelle mit einem Betriebssystem oder einer übergeordneten Steuereinheit verbunden sein oder an einen Feldbus 192 (z. B. Sercos, Profibus) angebunden sein.A further aspect of the approach proposed here can be seen in the fact that it is now possible to make manual or automated entries for determining the alignment data in the central control unit 100 very easy to do. In this case, for example, in an operation control center 185 in the central control unit 100 a user interface 187 which, for example, changes a function block 170 or data from others at the solar field 140 , at the second solar field 150 or at the third solar field 160 connected or disconnected from these solar fields Solar mirror modules 110 can be entered. The control center 185 can the corresponding function modules 160 . 183 184 transmit the corresponding information or the corresponding data, so that when determining the alignment data for each solar mirror modules 110 this information can be taken into account. Such an approach of a central input option then offers the advantage of a significant relief of data traffic on the data transfer bus 172 , for example, when changing a function block 170 this function block no longer via the data transfer bus 172 to the individual solar mirror modules 110 needs to be transmitted. Furthermore, the central control unit can also 100 via an interface 190 be connected for example via an Ethernet interface with an operating system or a higher-level control unit or to a fieldbus 192 (eg Sercos, Profibus).

Weiterhin können über den Datenübertragungsbus 172 auch Informationen von den Solarspiegelmodulen 110 an die zentrale Ansteuereinheit 100 übertragen werden, beispielsweise um zu signalisieren, dass eines der Solarspiegelmodule defekt ist oder Daten bezüglich einer Abschattung und somit möglicherweise eine andere Ausrichtung erforderlich ist. Diese von dem oder den Solarspiegelmodul(en) 110 an die zentrale Ansteuereinheit 100 übertragenen Daten können dann in der zentralen Ansteuereinheit 100 verwendet werden, um die Ausrichtungsdaten für die entsprechenden Solarspiegelmodule zu generieren. Alle Prozessdaten, Statusinformationen, Warnungen und Störungen eines TS, eines Clusters oder des Solarfeldes werden im Leitsystem angezeigt, so dass ein Anlagenbediener auch im Störungsfall schnell und richtig reagieren kann.Furthermore, via the data transfer bus 172 also information from the solar mirror modules 110 to the central control unit 100 be transmitted, for example, to signal that one of the solar mirror modules is defective or data regarding shading and thus possibly a different orientation is required. This from the solar mirror module (s) 110 to the central control unit 100 transmitted data can then in the central control unit 100 used to generate the alignment data for the corresponding solar mirror modules. All process data, status information, warnings and faults of a TS, a cluster or the solar field are displayed in the control system so that a plant operator can react quickly and correctly even in the event of a fault.

Ferner schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren 200 zur Steuerung einer solarthermischen Anlage, wie es in dem Ablaufdiagramm gemäß 2 darstellt ist. Das Verfahren 200 weist einen Schritt des Ermittelns 210 von ersten Ausrichtungsdaten für ein erstes Solarspiegelmodul und zweiten Ausrichtungsdaten für ein zweites Solarspiegelmodul auf, wobei die ersten Ausrichtungsdaten eine Ausrichtung eines Solarspiegels des ersten Solarspiegelmoduls in Bezug auf die Sonne betreffen und die zweiten Ausrichtungsdaten eine Ausrichtung eines Solarspiegels des zweiten Solarspiegelmoduls in Bezug auf die Sonne betreffen und wobei das Ermitteln 210 in einer zentralen Ansteuereinheit erfolgt. Weiterhin umfasst das Verfahren 200 einen Schritt des Übertragens 220 der ersten Ausrichtungsdaten an das erste Solarspiegelmodul und der zweiten Ausrichtungsdaten an das zweite Solarspiegelmodul, wobei das Übertragen unter Verwendung eines gemeinsamen Datenbussystems erfolgt, über welches Daten von der zentralen Ansteuereinheit zum ersten und zweiten Solarspiegelmodul übertragbar sind.Furthermore, the present invention provides a method 200 for controlling a solar thermal system, as shown in the flow chart according to 2 represents is. The procedure 200 has a step of determining 210 first alignment data for a first solar mirror module and second alignment data for a second solar mirror module, the first alignment data relating to an orientation of a solar mirror of the first solar module with respect to the sun and the second alignment data relating to an orientation of a solar mirror of the second solar module relative to the sun and wherein determining 210 takes place in a central control unit. Furthermore, the method comprises 200 a step of transferring 220 the first alignment data to the first solar mirror module and the second alignment data to the second solar mirror module, wherein the transmission is performed using a common data bus system, via which data from the central drive unit to the first and second solar mirror module can be transmitted.

Zusammenfassend ist somit festzustellen, dass mit der vorliegenden Erfindung ein Kommunikationskonzept vorgeschlagen wurde, das sich zur Datenübertragung in Feldern mit verteilter Peripherie eignet. Dabei lassen sich Einsparungen in der TS-Steuerung (TS = Tracking System/Nachführsystem) im Solarfeld erreichen. Es gibt nur noch ein Feldbussystem für das ganze Solarfeld, d. h. Daten vom Trackingsystem und sonstigen Pumpen, Ventilen, Sensoren im Feld und Ähnlichem werden nur über das eine Feldbussystem zwischen den Solarspiegelmodulen und der zentralen Ansteuereinheit übertragen. Durch den hier vorgeschlagenen Ansatz kann bei Verwendung eines drahtlosen Bussystems durch automatisches Routing auch bei Ausfall eines oder mehreren Busteilnehmers gegenüber dem Stand der Technik sichergestellt werden, dass die Solaranlage nicht stehen bleibt und die nicht gestörten Einheiten (TS) weiter funktionieren und im Notfall in eine Schutzposition fahren können. Insbesondere wird durch den vorgeschlagenen Ansatz ermöglicht, dass gegenüber den Lösungen zum Stand der Technik bei Änderungen/Anpassungen der TS-Software die Software nicht mehr in die Steuerungseinheiten aller Solarspiegelmodule eingespielt werden muss. Dies könnte ansonsten, so wie es im Stand der Technik ausgeführt wird, bei mehreren Hundert Solarspiegelmodulen viel Zeit in Anspruch nehmen. Insgesamt ist anzumerken, dass beispielsweise für jede abgeschlossene Funktionseinheit (d. h. jedes Solarspiegelmodul) ein Funktionsbaustein und beispielsweise ein Faceplate für die Visualisierung in der zentralen Ansteuereinheit vorgesehen sind. Die Funktionsbausteine werden in der zentralen Ansteuereinheit, beispielsweise mittels eines SPS-Moduls bearbeitet. Ein zusätzlicher Slave-Buskoppler, der beispielsweise speziell auf die Anforderungen für das Trackingsystem zugeschnitten ist (beispielsweise in Form einer 8DI-, 8DO-, 4AI- oder 2AA-Baustein, kann die Hardware oder die Software-Projektierung weiter vereinfachen. Der hier vorgestellte Ansatz bietet dabei insgesamt den Vorteil, dass Programmänderungen nur einmal in die zentrale SPS (d. h. in die zentrale Ansteuereinheit) eingespielt werden brauchen. Es ist somit nun nicht ein Bussystem für alle Feldkomponenten erforderlich. Eine beliebige Clusterung der TS ist leicht möglich z. B. wenn ein Buskoppler drei Solarspiegelmodule mit Informationen oder Ausrichtungsdaten für die Solarspiegel der einzelnen Module versorgen soll.In summary, it should therefore be noted that the present invention has proposed a communication concept which is suitable for data transmission in fields with distributed peripherals. Savings can be achieved in the TS control (TS = tracking system / tracking system) in the solar field. There is only one fieldbus system for the whole solar field, d. H. Data from the tracking system and other pumps, valves, sensors in the field and the like are only transmitted via the one fieldbus system between the solar mirror modules and the central control unit. The approach proposed here can be ensured by using a wireless bus system by automatic routing in case of failure of one or more participants compared to the prior art that the solar system does not stop and the non-disturbed units (TS) continue to work and in an emergency in one Protective position can drive. In particular, it is made possible by the proposed approach that compared to the solutions of the prior art in changes / adaptations of the TS software, the software no longer needs to be imported into the control units of all solar mirror modules. Otherwise, as would be done in the prior art, this could take a long time for several hundred solar mirror modules. Overall, it should be noted that, for example, a function module and, for example, a faceplate for the visualization in the central control unit are provided for each completed functional unit (ie every solar mirror module). The function blocks are processed in the central control unit, for example by means of a PLC module. An additional slave bus coupler, for example, which is specially tailored to the requirements of the tracking system (for example in the form of an 8DI, 8DO, 4AI or 2AA block, can further simplify the hardware or the software configuration.) The approach presented here offers the overall advantage that program changes only need to be loaded once into the central PLC (ie into the central control unit), so there is no need for a bus system for all field components.Any clustering of the TS is easily possible, eg if a bus coupler should supply three solar mirror modules with information or orientation data for the solar mirrors of the individual modules.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: zentrale Ansteuereinheitcentral control unit
105105: Solarspiegelsolar mirror
110110: SolarspiegelmodulSolar mirror module
120120: Aktuatorikactuators
130 130: Absorberrohrabsorber tube
140140: Feld, SolarfeldField, solar field
150150: zweites Solarfeldsecond solar field
155155: drittes Solarfeldthird solar field
160160: Funktionsmodulfunction module
172172: Datenbus (Kabel- oder Funkverbindung)Data bus (cable or radio connection)
170170: Funktionsblockfunction block
175175: BuskopplerBus Coupler
180180: Eingabe-Ausgabe-Modul, -SchnittstelleInput-output module, interface
183183: zweites Funktionsmodulsecond functional module
184184: drittes Funktionsmodulthird functional module
185185: Betriebs-LeitstelleOperation control center
187187: Faceplate, BenutzerschnittstelleFaceplate, user interface
190190: Ethernet-Verbindung zum BetriebssystemEthernet connection to the operating system
192192: Verbindung zum FeldbussystemConnection to the fieldbus system
200200: Verfahren zur Steuerung einer solarthermischen AnlageMethod for controlling a solar thermal system
210210: Schritt des ErmittelnsStep of determining
220220: Schritt des ÜbertragensStep of transferring

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008044683 A1 [0003]

Claims

Procedure ( 200 ) for controlling a solar thermal plant, the method ( 200 ) comprises the following steps: - determining ( 210 ) of first registration data for a first solar mirror module ( 110a ) and second alignment data for a second solar mirror module ( 110b ), wherein the first alignment data is an orientation of a solar mirror of the first solar mirror module ( 110a ) with respect to the sun, and the second alignment data relate to an alignment of a solar sight of the second solar mirror module ( 110b ) with respect to the sun, and wherein the determining in a central control unit ( 100 ) he follows; and - transmitting ( 220 ) of the first alignment data to the first solar mirror module ( 110a ) and the second alignment data to the second solar mirror module ( 110b ), wherein the transmission using a common data bus ( 172 ), via which data from the central control unit ( 100 ) to the first ( 110a ) and second solar mirror module ( 110b ) are transferable.

Procedure ( 200 ) according to claim 1, characterized in that in the step of transmitting ( 220 ) the first alignment data to at least a third solar mirror module ( 100c ) transmitted to the first solar mirror module ( 110a ) to a group of solar mirror modules ( 110a . 100c ), which use common alignment data.

Procedure ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the step of determining ( 210 ) in a drive unit ( 100 ), which is arranged in a housing which extends from a housing of the first ( 110a ) and / or second solar mirror module ( 110b ) is different.

Procedure ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the step of determining ( 210 ) first alignment data and second alignment data are determined that differ from each other.

Procedure ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the step of determining ( 210 ) the first alignment data using a first alignment data generation function ( 170 ) in the central control unit ( 100 ) and the second alignment data in the central control unit ( 100 ) using a second alignment data generation function ( 170 ) in the central control unit ( 100 ), wherein the first and second alignment data generation functions ( 170 ) as software modules in the central control unit ( 100 ) and wherein the first alignment data generation function is the first alignment data based on geographic coordinates of the first solar mirror module ( 110a ) and the second alignment data generation function determines the second alignment data based on geographic coordinates of the second solar mirror module (FIG. 110b ).

Procedure ( 200 ) according to claim 5, characterized in that further comprises updating the first and / or second alignment data generation function in the central control unit ( 100 ) is provided.

Procedure ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the step of determining ( 210 ) determining the first alignment data using a user interface ( 187 ) in the central control unit ( 100 ) and / or in the step of determining ( 210 ) determining the second alignment data using the user interface ( 187 ) in the central control unit ( 100 ) entered data takes place.

Procedure ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the step of determining ( 210 ) the first alignment data are determined on the basis of sensor signals which are stored in the central control unit ( 100 ) via the data bus ( 172 ) from the first solar mirror module ( 110a ) and / or wherein in the step of determining ( 210 ) the second alignment data are determined on the basis of sensor signals which are stored in the central control unit ( 100 ) via the data bus ( 172 ) of the second solar mirror module ( 110b ).

Contraption ( 100 ) for controlling a solar thermal system, the device having the following features: - a unit ( 160 ) for determining first alignment data for a first solar mirror module ( 110a ) and second alignment data for a second solar mirror module ( 110b ), wherein the first alignment data is an orientation of a solar mirror of the first solar mirror module ( 110a ) with respect to the sun, and the second alignment data relate to an alignment of a solar sight of the second solar mirror module ( 110b ) with respect to the sun, and wherein the determining takes place in a central control unit; and - one unit ( 172 ) for transmitting the first alignment data to the first solar mirror module ( 110a ) and the second alignment data to the second solar mirror module ( 110b ), wherein the transmission using a common data bus ( 172 ), over which data from the central control unit ( 100 ) to the first ( 110a ) and second solar mirror module ( 110b ) are transferable.

Computer program product with program code for carrying out the method ( 200 ) according to one of claims 1 to 8, when the program is stored on a device ( 100 ) is performed.