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Die Erfindung betrifft ein Nachführsystem für eine Solaranlage, insbesondere einen thermischen Solarkollektor oder ein Photovoltaikmodul. Das Nachführsystem umfasst eine ortsfeste Lagerung, eine gegenüber der Lagerung verdrehbare Welle, an dem die Solaranlage angeordnet ist sowie eine Antriebseinheit zum Verdrehen der Welle gegenüber der Lagerung.
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Thermische Solarkollektoren und Photovoltaikmodule stellen Solaranlagen dar, welche die Sonnenenergie nutzen, um ein Fluid zu erwärmen oder elektrische Energie zu erzeugen. Der Wirkungsgrad der Energiegewinnung ist bei beiden Wandlungsarten unter anderem vom Einfallswinkel der Sonnenstrahlen auf die Solaranlage abhängig. Um den Wirkungsgrad gegenüber feststehenden Solaranlagen zu verbessern, werden die Solaranlagen derart nachgeführt, dass die Sonnenstrahlen idealerweise orthogonal auf die Solaranlagen auftreten.
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Zur Nachführung der Solaranlagen werden Antriebseinheiten verwendet, welche einen Elektromotor in Verbindung mit einem Getriebe für die Anpassung der Drehgeschwindigkeit der Welle gegenüber der Lagerung umfassen. Ebenfalls bekannt sind hydraulische Antriebe.
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Bei einem Nachführsystem für eine Solaranlage ist lediglich eine Umdrehung der Solaranlage pro Tag notwendig. Um die geringe Drehung der Welle gegenüber der Lagerung ermöglichen zu können, werden Getriebe mit einer hohen Untersetzung zwischen den Elektromotor und die Welle geschaltet. Hierdurch wird die Abtriebsgeschwindigkeit gegenüber der Antriebsgeschwindigkeit bedeutend reduziert. In einer typischen Auslegung wird eine Getriebeübersetzung von ca. 1:1600 verwendet. Hierdurch kann der Elektromotor 24 Stunden am Tag in seinem optimalen Arbeitspunkt betrieben werden. Nachteilig daran ist, dass über die Lebensdauer des Nachführsystems im Bereich von 20 Jahren Wartungskosten, beispielsweise für die Schmierung im Getriebe, anfallen. Hierdurch erhöhen sich jedoch die Betriebskosten einer Solaranlage.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Nachführsystem für eine Solaranlage, insbesondere einen thermischen Solarkollektor oder ein Photovoltaikmodul, anzugeben, welches mit einem geringeren Wartungsaufwand betrieben werden kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Nachführsystem gemäß den Merkmalen des Patenanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
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Die Erfindung schafft ein Nachführsystem für eine Solaranlage, insbesondere für einen thermischen Solarkollektor oder ein Photovoltaikmodul, welches eine ortsfeste Lagerung, eine gegenüber der Lagerung verdrehbare Welle, an dem die Solaranlage angeordnet ist, sowie eine Antriebseinheit zum Verdrehen der Welle gegenüber der Lagerung. Das Nachführsystem zeichnet sich dadurch aus, dass die Antriebseinheit einen ersten und einen zweiten Aktuator aufweist, welche derart ansteuerbar sind, dass mittels einer Longitudinalbewegung des ersten Aktuators eine an der Welle drehfest befestigte Antriebsscheibe klemmbar oder freigebbar ist und mittels des zweiten Aktuators eine Bewegung des ersten Aktuators tangential zu der Antriebsscheibe bewirkbar ist, wodurch bei durch den ersten Aktuator geklemmter Antriebsscheibe eine Verdrehung der Welle herbeiführbar ist.
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Mit einer erfindungsgemäß vorgesehenen Antriebseinheit in einem Nachführsystem für eine Solaranlage kann das Nachführsystem wartungsfrei über dessen Lebensdauer betrieben werden. Die Antriebseinheit arbeitet reibungsfrei, so dass diese ohne eine Schmierung und damit ölfrei funktioniert. Hierdurch kann das erfindungsgemäße Nachführsystem im Vergleich zu bekannten Nachführsystemen aus dem Stand der Technik mit geringeren Betriebskosten unterhalten werden. Das erfindungsgemäße Nachführsystem weist darüber hinaus den Vorteil auf, dass die Antriebseinheit kein Getriebe benötigt. Hierdurch kann das Nachführsystem mit geringeren Entstehungskosten bereit gestellt werden.
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Das erfindungsgemäße Nachführsystem basiert darauf, mittels einer Antriebseinheit, die wenigstens zwei Aktuatoren aufweist, eine Drehung der Welle des Nachführsystems über eine mit dieser befestigten Antriebsscheibe vorzunehmen. Dabei erfolgt nach Art eines sogenannten Inchworm-Motors ein zyklisches Klemmen und Freigeben der Antriebsscheibe mittels eines ersten Aktuators, während mittels des zweiten Aktuators synchron eine tangentiale Bewegung des ersten Aktuators durchgeführt wird. Hierdurch wird bei geklemmter Welle eine Drehung der Welle herbeigeführt.
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Zweckmäßigerweise sind der erste und der zweite Aktuator mit ihren, der Antriebsscheibe zugewandten Enden miteinander gekoppelt, wobei das jeweils andere Ende an einem Teil der Antriebseinheit gelagert ist. Die Lagerung der jeweils anderen Enden des ersten und des zweiten Aktuators kann beispielsweise an einem Gehäuse der Antriebseinheit realisiert sein. Das Gehäuse selbst bzw. das der Lagerung dienende Teil ist seinerseits relativ zu der Lagerung des Nachführsystems ortsfest angeordnet, z. B. an der Lagerung selbst befestigt.
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In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist die von dem zweiten Aktuator ausführbare tangentiale Bewegung derart kleiner als ein zwischen dem Mittelpunkt der Antriebsscheibe und dem Ort der Klemmung gebildeter Abstand, so dass die von der Klemmung beschriebene Verschiebungsbahn annähernd translatorisch ist. Der Mittelpunkt der Antriebsscheibe trifft mit einer Achse der verdrehbaren Welle des Nachführsystems zusammen. Die Antriebsscheibe ist vorzugsweise kreisrund ausgeführt. Unter einer „annähernd translatorischen Verschiebungsbahn” wird in diesem Zusammenhang verstanden, dass die von dem zweiten Aktuator ausführbare tangentiale Bewegung nicht signifikant kreisförmig ist aufgrund der vorgesehenen und beschriebenen geometrischen Gegebenheiten.
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Zweckmäßigerweise ist die durch eine Drehung oder Stauchung bewirkte tangentiale Bewegung des zweiten Aktuators kleiner als 0,1 mm und bevorzugt kleiner als 50 μm.
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In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung weist die Antriebseinheit auf gegenüberliegenden Seiten der Antriebsscheibe angeordnete Klemmbacken auf, welche durch den ersten Aktuator zur Klemmung der Antriebsscheibe an diese pressbar sind. Die Klemmung erfolgt durch entsprechende Ansteuerung des ersten Aktuators. Insbesondere können die Klemmbacken schwimmend gelagert sein. Eine solche schwimmende Lagerung ist beispielsweise mittels des von Scheibenbremsen bekannten Prinzips möglich.
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Eine besonders einfache und zuverlässige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Nachführsystems ergibt sich dann, wenn der erste und zweite Aktuator Piezoaktuatoren sind. Diese sind beispielsweise aus dem automobilen Bereich zur Realisierung von Einspritzventilen bekannt und als standardisierte Bauteile erhältlich. Piezoaktuatoren zeichnen sich durch eine hohe Zuverlässigkeit aus. Diese können mit einer entsprechend hohen Frequenz angesteuert werden, so dass auch hohe Drehgeschwindigkeiten des Nachführsystem realisierbar sind. Piezoaktuatoren weisen den Vorteil auf, dass diese wartungsfrei betrieben werden können.
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Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn der erste und/oder der zweite Aktuator an ihrem anderen Ende einen hydraulischen Kompensator zum Spielausgleich aufweisen. Hierdurch kann ein Temperatur- und Toleranzausgleich geschaffen werden. Weiterhin können die hydraulischen Kompensatoren einen Ausgleich von Fertigungs- oder Betriebstoleranzen des Nachführsystems sicherstellen. Durch den möglichen Ausgleich des Verschleiß der Bremsbacken und/oder der auf die Bremsbacken einwirkenden ersten Enden der Aktuatoren wird der Betrieb über die gesamte Lebensdauer des Nachführsystems garantiert.
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In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist die Antriebseinheit abgedichtet gegenüber Staub und Feuchtigkeit. Hierdurch kann das erfindungsgemäße Nachführsystem auch in solchen Umgebungen eingesetzt werden, in denen eine hohe Staubbelastung oder hohe Feuchtigkeit vorherrscht. Ersteres ist beispielsweise in Solarparks in Wüstengegenden der Fall.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist der erste Aktuator in einem Ruhezustand des Nachführsystems derart ausgebildet, dass dieser ohne Ansteuerung eine Klemmung der Antriebsscheibe bewirkt. Somit verkürzt der erste Aktuator bei einer Ansteuerung seine Länge, so dass die Antriebsscheibe freigegeben ist. Hierdurch ist auch bei einem Ausfall einer elektrischen Ansteuerung sichergestellt, dass die Solaranlage gegenüber der Lagerung fixiert ist. Dies ist beispielsweise dann von Bedeutung, wenn ein Stromausfall bei gleichzeitig hohen Windstärken auftritt, durch welche die Solaranlage ohne Klemmung gegenüber ihrer Lagerung entsprechend der Windverhältnisse verdreht werden könnte. Hierdurch könnte im schlimmsten Fall ein Defekt auftreten, der durch die erfindungsgemäße Auslegung des Nachführsystems verhindert werden kann.
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In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung weist das Nachführsystem eine Steuerung auf, welche den ersten und den zweiten Aktuator in Abhängigkeit der Länge der tangentialen Bewegung und dem Radius der Antriebsscheibe mit Impulsen vorgegebener Frequenz ansteuert. Hierdurch ist keine ununterbrochene Ansteuerung der Antriebseinheit erforderlich (aber dennoch möglich), wodurch der Energieverbrauch gegenüber herkömmlichen Antriebseinheiten verringert ist. Durch die Wahl einer geeigneten Frequenz kann darüber hinaus die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle und damit der Solaranlage gegenüber der Lagerung festgelegt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1A und 1B eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Nachführsystems in einer perspektivischen Darstellung und in einer teilweisen Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Antriebseinheit,
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2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Antriebseinheit in einer Draufsicht,
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3A bis 3E das Funktionsprinzip einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit zur Realisierung einer Drehbewegung, und
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4 eine schematische Darstellung eines beispielhaft in der erfindungsgemäßen Antriebseinheit einsetzbaren Aktuators.
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1A zeigt ein erfindungsgemäßes Nachführsystem 1 für eine Solaranlage 5. Das Nachführsystem 1 umfasst eine ortsfeste Lagerung 10, eine gegenüber der Lagerung 10 verdrehbare Welle 20 sowie eine Antriebseinheit 30 zum Verdrehen der Welle 20 gegenüber der Lagerung 10. Die Solaranlage 5, die in einem festen oder veränderbaren Winkel gegenüber einer Longitudinalachse der Welle 20 bzw. der Lagerung 10 an der Welle 20 angeordnet ist dient wahlweise zur Erzeugung elektrischer Energie oder thermischer Energie. Die Solaranlage 5 umfasst im ersten Fall ein oder mehrere Photovoltaikmodule. Zur Erzeugung thermischer Energie umfasst die Solaranlage 5 ein oder mehrere Solarkollektoren. In diesem, nachfolgend näher beschriebenen Ausführungsbeispiel, ist die Solaranlage mittels der Antriebseinheit 30 lediglich in horizontaler Richtung längs der mit RF gekennzeichneten Drehrichtung verdrehbar. Prinzipiell könnte das Nachführsystem 1 unter Verwendung einer weiteren, hier nicht beschriebenen Antriebseinheit 30 auch in vertikaler Richtung verstellbar ausgeführt sein, so dass der zwischen der Solaranlage 5 und der Längsachse der Welle 20 gebildete Winkel dem Sonnenstand nachgeführt werden könnte.
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Um eine Verdrehung der Welle 20 und damit der Solaranlage 5 in horizontaler Richtung vornehmen zu können, ist an der Welle 20 eine Antriebsscheibe 21 vorgesehen. Die Antriebsscheibe 21 ist fest mit der Welle 20 verbunden. Die nachfolgend näher beschriebene Antriebseinheit 30 treibt die Antriebsscheibe 21 an, um die Welle 20 gegenüber der Lagerung 10 zu verdrehen.
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Wie aus der teilweisen Querschnittsansicht der 1B zu erkennen ist, ragt die Antriebsscheibe 21 zu diesem Zweck teilweise in das Innere eines Gehäuses der Antriebseinheit 30 hinein. Dabei ist beidseitig der Antriebsscheibe 21 ein Spalt 39 gebildet, so dass die Antriebsscheibe reibungslos durch den Antrieb bewegt werden kann.
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2 zeigt eine Draufsicht auf die Antriebsscheibe 21 und die für deren Antrieb verwendeten Komponenten der Antriebseinheit 30. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, dass die Antriebsscheibe 21 kreisrund ist. Im Zentrum der Antriebsscheibe ist die Welle 20 zu erkennen (nicht maßstabsgetreu). Am äußeren Rand der Antriebsscheibe 21 ist der eigentliche Antrieb zu erkennen. Dieser umfasst einen ersten Aktuator 31, welcher parallel zur Längsachse der Welle 20 angeordnet ist und derart ansteuerbar ist, dass mittels einer Longitudinalbewegung (d. h. parallel zur Längsachse der Welle 20) die Antriebsscheibe 21 klemmbar oder freigebbar ist. Prinzipiell kann der erste Aktuator 31 zur Klemmung der Antriebsscheibe 21 direkt in mechanischen Kontakt mit diesen gebracht werden. Vorzugsweise erfolgt die Klemmung indirekt über beidseits der Antriebsscheibe angeordnete Klemmbacken 22, 23. Ferner umfasst der Antrieb einen zweiten Aktuator 32, durch den eine Bewegung des ersten Aktuators 31 tangential zu der Antriebsscheibe 21 bewirkbar ist. Hierzu sind der erste Aktuator und der zweite Aktuator 31, 32 mit ihren ersten Enden 33, 34 (3A bis 3E) über ein Fixierteil 38 miteinander verbunden, an welchem eine der Klemmbacken 22 befestigt ist. Bei geklemmter Antriebsscheibe 21 ist durch eine entsprechende Longitudinalbewegung des zweiten Aktuators 32 eine Verdrehung der Antriebsscheibe 21 und damit der Welle 20 mit der Solaranlage herbeiführbar.
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Der Aufbau des Antriebs sowie dessen Funktionsweise geht deutlicher aus den 3A bis 3E hervor. Hierbei ist gut ersichtlich, dass der erste Aktuator 31 senkrecht zur Antriebsscheibe 21 und parallel zur Antriebswelle 20 angeordnet ist. Demgegenüber erstreckt sich der zweite Aktuator 32 in etwa parallel zu der Antriebsscheibe 20. Wie erläutert, sind die ersten Enden 33, 34 des ersten und des zweiten Aktuators 31, 32 an einem Fixierteil 38 befestigt. An dem Fixierteil 38 ist die Bremsbacke 22 befestigt. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Antriebsscheibe 23 vorgesehen. Die anderen, gegenüberliegenden Enden 35, 36 des ersten und des zweiten Aktuators 31, 32 sind jeweils ortsfest an einem Teil der Antriebseinheit gelagert. Dieses Teil kann beispielsweise ein nicht dargestelltes Gehäuse der Antriebseinheit 30 sein. Die Antriebseinheit 30 ihrerseits ist wiederum ortsfest relativ zu der Lagerung 10 des Nachführsystems 1 befestigt.
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Zur besseren Erkennung der nachfolgend beschriebenen Bewegung des Antriebs ist jeweils ein ortsfestes Inertialkoordinatensystem (x-y-Koordinatensystem) eingezeichnet. 3A zeigt den Ausgangszustand. In diesem wird die Antriebsscheibe 21 durch den ersten Aktuator 31 geklemmt. Der Aktuator 31 und die Ansteuerung sind dabei derart ausgelegt, dass die Klemmung vorzugsweise auch ohne Ansteuerung des ersten Aktuators 31 gegeben ist. Mit anderen Worten wird erst durch eine Ansteuerung des ersten Aktuators 31 dessen Verkürzung bewirkt, wodurch sich die Klemmbacken 22, 23 von der Antriebsscheibe lösen und die Antriebsscheibe 21 freigegeben ist. In diesem Ausgangszustand befindet sich der zweite Aktuator 32 beispielsweise in seinem verkürzten Zustand. Der erste und der zweite Aktuator 31, 32 weisen jeweils eine Länge L0 auf. Um die Bewegung der Antriebsscheibe 21 zu realisieren, wird gemäß 3B der zweite Aktuator 32 derart angesteuert, dass sich dieser um eine Länge Δl dehnt. Da die Ausdehnung des zweiten Aktuators 32 sehr viel kleiner ist als der Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Antriebsscheibe und dem Ort der Klemmung ergibt sich eine nahezu translatorische Bewegung. Die Bewegungsrichtung des zweiten Aktuators 32 ist mit BR gekennzeichnet. Aufgrund der Klemmung verdreht sich die Antriebsscheibe um einen Δl entsprechenden Winkel. Die Längenänderungen Δl der beiden Aktuatoren 31, 32 können gleich sein, müssen es aber nicht sein.
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Im nächsten Schritt gemäß 3C bleibt der zweite Aktuator 32 weiterhin angesteuert, so dass dieser weiterhin eine Länge von L0 + Δl aufweist. Gleichzeitig wird der erste Aktuator 31 derart angesteuert, dass er sich um eine Länge Δl verkürzt, d. h. eine Gesamtlänge von L0 – Δl aufweist. Hierdurch werden die Bremsbacken 22, 23 von der Antriebsscheibe gelöst. Die Bewegungsrichtung, die das Fixierteil 38 beschreibt, ist wiederum mit BR gekennzeichnet.
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Gemäß 3D wird in einem nächsten Schritt der zweite Aktuator 32 derart angesteuert, dass er wieder seine Ursprungslänge L0 aufweist, d. h. er hat sich um Δl verkürzt. Die Bewegungsrichtung ist mit BR in 3D gekennzeichnet. Diese Ansteuerung sorgt für eine „Rückholung” des Fixierteils 38 und der Bremsbacken 22, 23.
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Anschließend wird in einem nächsten Schritt gemäß 3E der zweite Aktuator 31 wiederum derart angesteuert, dass dieser seine Ursprungslänge L0 annimmt, wodurch aufgrund seiner Verlängerung die Bremsbacken 22, 23 wieder in Eingriff mit der Antriebsscheibe 21 gebracht sind. Hierdurch liegt wieder die bereits in Verbindung mit 3A beschriebene Klemmung vor. Anschließend werden die Schritte von 3B bis 3E wiederholt.
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Die Antriebseinheit 30 nutzt das von einem sogenannten Inchworm-Motor bekannte Antriebsprinzip. Ein Vorteil der Antriebseinheit ist, dass diese reibungsfrei betrieben werden kann, so dass sie ohne Schmierung und somit ölfrei funktioniert. Da die beiden Aktuatoren 31, 32 der Antriebseinheit nicht ununterbrochen angesteuert werden müssen, weist die Antriebseinheit im Vergleich zu einem herkömmlichen Antrieb mit einem Elektromotor und einem Getriebe einen energetischen Vorteil auf. Die Frequenz der Ansteuerung hängt dabei vom Radius der Antriebsscheibe 21 sowie der Längenänderung Δl des zweiten Aktuators 32 ab. Aufgrund der großen Variationsmöglichkeiten der Ansteuerungsfrequenz kann im Vergleich zu herkömmlichen Antrieben ein höherer Geschwindigkeitsbereich für die Verdrehung der Welle und der Solaranlage erzielt werden. Ein schneller Antrieb der Antriebsscheibe ist dadurch möglich, dass der Aktuator 32 derart angesteuert wird, dass er gegenüber einer Nulllage zunächst um Δl verkürzt wird, bevor die Klemmbacken an die Antriebsscheibe gedrückt werden. Anschließend erfolgt die Dehnung auf L0 + Δl. Hierdurch kann eine Längenänderung von 2Δl für den Antrieb genutzt werden. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn bei starken Windlasten die Solaranlage schnell aus der Windrichtung gedreht werden soll, um diese parallel zur Windrichtung auszurichten. Hierdurch können Beschädigungen an der Solaranlage verhindert werden.
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Das Prinzip der beschriebenen Antriebseinheit wurde anhand zweier Aktuatoren beschrieben. Die Antriebseinheit könnte prinzipiell auch mit einer größeren Anzahl an Aktuatoren ausgebildet sein. Insbesondere hängt die Anzahl der ersten Aktuatoren von der Realisierung der vorgenommenen Klemmung ab. In der im Ausführungsbeispiel beschriebenen Variante können die Klemmbacken 22, 23 schwimmend gelagert sein, um ein von Scheibenbremsen bekanntes Prinzip zur Klemmung zu realisieren. Prinzipiell könnten jedoch auch zwei gegenüberliegend angeordnete und synchron angesteuerte erste Klemmaktuatoren vorgesehen sein, um eine jeweilige Bremsbacke in Eingriff mit der Antriebsscheibe 21 zu bringen.
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Die Aktuatoren der beschriebenen Antriebseinheiten können beispielsweise einen Piezoaktuator 40 umfassen. Ein solcher Aktuator 31, 32 ist exemplarisch in 4 dargestellt. Der Piezoaktuator ist ein piezoelektrischer Stapel aus einer Vielzahl von auf Anlegen eines elektrischen Feldes reagierenden Werkstoffschichten und einer entsprechenden Anzahl von Elektrodenschichten, wobei der Stapel beim Anlegen einer elektrischen Spannung eine mechanische Bewegung ausführt. Jede Werkstoffschicht ist dabei zwischen zwei der Elektrodenschichten angeordnet. Der Piezoaktuator 40 ist zwischen einer Kopfplatte 45 und einem Fuß 46 angeordnet und mittels einer Rohrfeder 41 mit einer Vorspannung beaufschlagt. Der Fuß 46 ist in einem Gehäuseteil 47 gelagert, wobei zwischen diesen Komponenten ein umlaufender Spalt 43 gebildet ist. Das Gehäuseteil 47 ist über einen Balg 42 mit der Kopfplatte 45 verbunden. Der Balg 42 besteht aus einem Metalle und sorgt für eine Abdichtung und einen Längenausgleich. In dem Innenraum ist ein Fluid 44 vorgesehen, welches den Piezoaktuator 40 umgibt und über den Spalt 43 in den zwischen dem Fuß 46 und dem Gehäuseteil 47 gebildeten Raum fließen kann.
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Die hierbei mit dem Bezugszeichen 37 gekennzeichneten Komponenten bilden einen hydraulischen Kompensator, durch den ein Temperatur- und Toleranzausgleich geschaffen werden kann. Ein derartiger hydraulischer Kompensator 37 sowie der lediglich schematisch dargestellte Aufbau des Aktuators 31, 32 ist prinzipiell von Einspritzventilen für Verbrennungskraftmaschinen bekannt. Der hydraulische Kompensator 37 verhält sich wie ein Dämpfer, bei dem das Fluid 44, beispielsweise ein Silikonöl, bei Druckänderung über den kleinen radialen Spalt 43 fließen kann, wodurch Kräfte abgebaut werden können. Mit Hilfe des hydraulischen Kompensators können Kräfte ausgeglichen werden, die aufgrund von Temperaturveränderungen, Verschleiß und Toleranzen entstehen.
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Die von einem Piezoaktuator ausführbaren Längenänderungen hängen im Wesentlichen von dessen Länge, d. h. den übereinander gestapelten Werkstoffschichten, ab. Die Auslenkungen typischer Piezoaktuatoren, wie diese für Einspritzventile verwendet werden, betragen weniger als 100 μm. Da die Fertigung einer Antriebseinheit gewissen Fertigungstoleranzen unterliegt, welche größer sind als der Betriebsbereich von Piezoaktuatoren, wäre ohne den hydraulischen Kompensator ein Antrieb nur schwer möglich. Eine hohe Reduktion der Toleranzen würde die Fertigungskosten stark erhöhen bzw. eine Fertigung einschränken. Durch die Verwendung eines hydraulischen Kompensators können nicht nur die Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden. Ebenso ist ein Ausgleich von Verschleiß, beispielsweise einem Abrieb der Bremsbacken und/oder der Antriebsscheibe möglich.
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Eine Verwendung von Piezoaktuatoren innerhalb der beschriebenen Antriebseinheit weist den Vorteil auf, dass diese mit ihrem optimalen Betriebspunkt, der für geringe Auslenkungen konzipiert ist, angesteuert werden könnten. Piezoaktuatoren sind für hohe Kräfte bei niedrigen Geschwindigkeiten konzipiert, wodurch diese den gegebenen Anforderungen des Antriebs für ein Nachführsystem für eine Solaranlage optimal entsprechen.
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Es ist ferner bevorzugt, wenn die in 1 schematisch dargestellte Antriebseinheit metallisch abgedichtet ist. Hierdurch kann die Antriebseinheit auch in staubigen und windigen Umgebungen, wie beispielsweise Wüstengegenden, eingesetzt werden.
