DE102015220476A1

DE102015220476A1 - Method and device for producing a solar mirror module

Info

Publication number: DE102015220476A1
Application number: DE102015220476.6A
Authority: DE
Inventors: Martin Eickhoff
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2015-10-21
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2016-12-15

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines Solarspiegelmoduls (100), insbesondere eines Parabolrinnenkollektormoduls weist folgende Schritte auf: a) Erstellen einer Spiegelunterkonstruktion (102) mit einer Spiegelunterplatte (104) b) Aufbringen eines Kernmaterials (110) auf die Spiegelunterplatte (104) c) Abtragen von Kernmaterial (110) zur Bildung einer vorgegebenen Oberflächenform des Kernmaterials (110) d) Aufbringen von Spiegelmaterial auf das Kernmaterial (110).A method for producing a solar mirror module (100), in particular a parabolic trough collector module, comprises the following steps: a) creating a mirror substructure (102) with a mirror sub-panel (104) b) applying a core material (110) to the mirror sub-panel (104) c) ablating Core material (110) for forming a predetermined surface shape of the core material (110); d) applying mirror material to the core material (110).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstelllung eines Solarspiegelmoduls.The present invention relates to a method and a device for the production of a solar mirror module.

Bei Solarkraftwerken ist die Genauigkeit der Solarspiegelmodule häufig ein wichtiger Faktor, der den Wirkungsgrad des Solarkraftwerks beeinflussen kann.In solar power plants, the accuracy of the solar mirror modules is often an important factor that can affect the efficiency of the solar power plant.

Beispielsweise werden, um den Wirkungsgrad von Parabolrinnensolarkraftwerken zu steigern, die Absorberrohre der Parabolrinnen bei immer höheren Temperaturen betrieben. Die Erhöhung der Arbeitstemperatur hat den Vorteil, da dadurch in einem nachfolgenden Dampfturbinenprozess der Carnot-Wirkungsgrad verbessert werden kann. Bei Solarkraftwerken mit Direktverdampfung werden bereits Überhitzungstemperaturen von 500° erreicht. Bei Solarkraftwerken mit Salzschmelzen werden Temperaturen von 560°C angestrebt. Aufgrund der hohen Arbeitstemperatur steigen aber auch die Wärmeverluste an den Absorberrohren exponentiell an, was die Gesamtwirkungsgradsteigerung stark behindert. Um Wärmeverluste zu reduzieren, ist es notwendig, Absorberrohre mit einer geringeren Absorberrohroberfläche zu verwenden.For example, in order to increase the efficiency of parabolic trough solar power plants, the absorber tubes of the parabolic troughs are operated at ever higher temperatures. The increase in the working temperature has the advantage that it can be improved in a subsequent steam turbine process Carnot efficiency. In solar power plants with direct evaporation already overheating temperatures of 500 ° are reached. For solar power plants with molten salt temperatures of 560 ° C are desired. Due to the high working temperature, however, the heat losses on the absorber tubes also increase exponentially, which severely hampers the overall efficiency increase. In order to reduce heat losses, it is necessary to use absorber tubes with a lower absorber tube surface.

Bei Parabolrinnenkollektoren ist ein sogenannter Konzentrationsfaktor C definiert, der das Verhältnis zwischen Aperturweite und Absorberrohrdurchmesser ist. Somit besitzen Parabolrinnenkollektoren mit sehr hohen Konzentrationsfaktoren große Aperturweiten bzw. Absorberrohre mit geringem Durchmesser. Insbesondere durch Absorberrohre mit geringem Durchmesser, wie sie zur Verringerung höherer Wärmeverluste angestrebt sind, entsteht jedoch die Schwierigkeit, die Solarstrahlung auf die nunmehr verkleinerte Fläche wirksam zu reflektieren, ohne dass optische Verluste ansteigen.In parabolic trough collectors, a so-called concentration factor C is defined, which is the ratio between aperture width and absorber tube diameter. Thus, parabolic trough collectors with very high concentration factors have large aperture widths or absorber tubes with a small diameter. In particular, by absorber tubes with a small diameter, as they are aimed at reducing heat losses, but creates the difficulty of effectively reflecting the solar radiation on the now reduced area without optical losses increase.

In der Praxis konnte bisher noch kein zufriedenstellender Parabolrinnenkollektor mit hohem Konzentrationsfaktor und gleichzeitig gutem optischen Wirkungsgrad erreicht werden, da die zurzeit bei der Spiegelherstellung erzielte Spiegelgüte noch nicht ausreichend präzise ist.In practice, it has not yet been possible to achieve a satisfactory parabolic trough collector with a high concentration factor and, at the same time, good optical efficiency, since the mirror quality currently achieved in mirror production is not yet sufficiently precise.

Derzeit eingesetzte kommerzielle Parabolrinnenkollektoren sind üblicherweise etwa 150 m lang und 5–6 m breit. Sie besitzen ein Konzentrationsfaktor von etwa C = 80–90 und weisen dabei einen optischen Wirkungsgrad um die 75% auf. Die meisten Kollektortypen besitzen mehrere Parabolform-gekrümmte Glasspiegelfacetten auf, die auf Tragarmen aus Stahl befestigt werden und eine verspiegelte Paraboloberfläche bilden. Die Tragarme sind üblicherweise mit 12 m langen Torsionsrohren oder Torsionsgitterboxen verbunden, die an ihren Enden drehbar auf Pylonen gelagert werden. Somit entstehen 12 m lange Parabolspiegeloberflächeneinheiten als Solarspiegelmodule, die sogenannten Kollektormodule.Currently used commercial parabolic trough collectors are usually about 150 m long and 5-6 m wide. They have a concentration factor of about C = 80-90 and have an optical efficiency of about 75%. Most types of collectors have several parabolic-shape curved glass mirror facets, which are mounted on steel support arms and form a mirrored parabolic surface. The support arms are usually connected to 12 m long torsion tubes or Torsionsgitterboxen, which are rotatably mounted at their ends on pylons. This results in 12 m long parabolic mirror surface units as solar mirror modules, the so-called collector modules.

Die Kollektormodule werden zurzeit auf speziellen, genau vorjustierten Montagevorrichtungen zusammengebaut, so dass sich die vorgekrümmten Spiegelfacetten in der richtigen Position der Paraboloberfläche befinden. Nach Montage wird das verspiegelte Kollektormodul aus der Montagevorrichtung gehoben und zum Parabolrinnenkollektor transportiert. Bei dieser Art der Paraboloberflächenherstellung ergibt sich eine Vielzahl von möglichen Abweichungen zwischen ideal angestrebter und in der Realität erreichter Spiegelparabolform. Zum einen können die Spiegelfacetten-Parabolformen bereits fehlerbehaftet sein, da sie bei der Herstellung besonders an den Spiegelkanten zu ungenau in ihrer Krümmung sind. Ferner können sich die einzelnen Spiegelfacetten und auch die gesamte Spiegelunterkonstruktion nach dem Herausnehmen aus der Montagevorrichtung allein durch ihr Eigengewicht verformen. Aufgrund der ständigen periodischen Belastung der Montagevorrichtung können ferner die Auflagepunkte geringfügig verschoben werden, so dass zusätzliche Fehler entstehen können. The collector modules are currently assembled on special, precisely pre-aligned fixtures so that the pre-curved mirror facets are in the correct position of the parabolic surface. After assembly, the mirrored collector module is lifted out of the mounting device and transported to the parabolic trough collector. In this type of parabolic surface production results in a variety of possible deviations between ideally aspired and achieved in reality mirror parabolic shape. On the one hand, the mirror facet parabolic forms can already be faulty, since they are too imprecise in their curvature during production, especially at the mirror edges. Further, the individual mirror facets and also the entire mirror substructure can deform after removal from the mounting device solely by its own weight. Due to the constant periodic loading of the mounting device also the support points can be slightly shifted, so that additional errors may arise.

Es besteht ferner eine weitere Variante von Parabolrinnenkollektoren, deren Aufbau eine Sandwichkonstruktion mit Dünnglasspiegeln aufweist. Bei derartigen Spiegeln werden die Dünnglasspiegel mit beispielsweise einem Polyurethan-Hartschaum in eine Form eingeschäumt und rückseitig mit einer Spiegelunterplatte verklebt. Während des Aushärtens verändert sich allerdings das Volumen des Hartschaums, wodurch innere Spannungen entstehen können, die beim Herausnehmen der Sandwichspiegel aus der Form frei werden und die Spiegeloberfläche leicht verformen.There is also a further variant of parabolic trough collectors whose structure has a sandwich construction with thin glass mirrors. In such mirrors, the thin glass mirrors are foamed with, for example, a rigid polyurethane foam in a mold and glued back with a mirror base plate. During hardening, however, the volume of the hard foam changes, which can lead to internal stresses that are released when removing the sandwich mirror from the mold and slightly deform the mirror surface.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Solarspiegelmoduls bereitzustellen, das die Herstellung von präziseren Spiegelformen ermöglicht. Es ist ferner die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen Solarspiegelmoduls herzustellen.It is therefore the object of the present invention to provide a method for producing a solar mirror module, which enables the production of more precise mirror shapes. It is also the object of the present invention to produce a device for producing such a solar mirror module.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist definiert durch die Merkmale des Anspruchs 1.The method according to the invention is defined by the features of claim 1.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist definiert durch die Merkmale des Anspruchs 13.The device according to the invention is defined by the features of claim 13.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Solarspiegelmoduls, insbesondere eines Parabolrinnenkollektormoduls, sieht folgende Schritte vor:

a) Erstellen einer Spiegelunterkonstruktion mit einer Spiegelunterplatte
b) Aufbringen eines Kernmaterials auf die Spiegelunterplatte
c) Abtragen von Kernmaterial zur Bildung einer vorgegebenen Oberflächenform des Kernmaterials
d) Aufbringen von Spiegelmaterial auf das Kernmaterial.

The inventive method for producing a solar mirror module, in particular a parabolic trough collector module, provides the following steps:

a) Creating a mirror substructure with a mirror sub-panel
b) applying a core material to the mirror base plate
c) removal of core material to form a given surface shape of the core material
d) applying mirror material to the core material.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht somit eine alternative Herstellungsmöglichkeit zur Bildung einer Sandwichkonstruktion eines Solarspiegelmoduls mit sehr hoher Genauigkeit vor. Bekannte Vorteile der Sandwichkonstruktion, insbesondere in Bezug auf ein geringes Gewicht, können somit beibehalten werden. Das Verfahren sieht zunächst die Herstellung eines spiegellosen Kollektormoduls vor, welches aus Spiegelunterkonstruktion und aufgebrachtem Kernmaterial besteht. Hierbei ist es noch nicht notwendig, genauere Toleranzen einzuhalten. Anschließend kann das Kernmaterial durch einen separaten Vorgang sehr präzise abgetragen werden. Anschließend wird dann das Spiegelmaterial auf die sehr genau gefertigte Oberfläche des Kernmaterials aufgebracht. The method according to the invention thus provides an alternative production possibility for forming a sandwich construction of a solar-mirror module with very high accuracy. Known advantages of the sandwich construction, in particular with regard to a low weight, can thus be retained. The method initially provides for the production of a mirrorless collector module, which consists of mirror substructure and applied core material. It is not yet necessary to comply with more precise tolerances. Subsequently, the core material can be removed very precisely by a separate process. Subsequently, the mirror material is then applied to the very precisely finished surface of the core material.

Im Rahmen der Erfindung werden unter Abtragen von Kernmaterial in Verfahrensschritt c) grundsätzlich sämtliche Trennverfahren verstanden. Der Begriff „Abtragen“ ist somit allgemein zu verstehen und nicht auf die Definition gemäß DIN 8590 beschränkt. Das Abtragen kann somit auch durch zerteilende oder spanende Vorgänge erfolgen.Within the scope of the invention, removal of core material in process step c) is understood to mean in principle all separation processes. The term "ablation" is thus to be understood generally and not to the definition according to DIN 8590 limited. The removal can thus be done by dividing or cutting operations.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat ferner den Vorteil, dass zwischen den Verfahrensschritten b) und c) zunächst abgewartet werden kann, bis bei dem Kernmaterial keine wesentlichen Formveränderungen mehr auftreten, die beispielsweise durch Aushärtung, Trocknung oder Ähnliches erfolgen. Daher kann die vorgegebene Oberflächenform sehr präzise gebildet werden, da anschließend im Wesentlichen keine Änderung des Kernmaterials mehr erfolgt. Somit ist die Herstellung von sehr präzisen Spiegeloberflächen möglich.The method according to the invention also has the advantage that it is initially possible to wait between process steps b) and c) until no significant changes in shape occur in the core material, which occur, for example, as a result of curing, drying or the like. Therefore, the predetermined surface shape can be formed very precisely, since then substantially no change in the core material occurs. Thus, the production of very precise mirror surfaces is possible.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in Schritt a) Tragarme erstellt werden, auf die die Spiegelunterplatte installiert wird. Vor Aufbringen des Kernmaterials kann daher bereits eine Spiegelunterkonstruktion geschaffen werden, wie sie größtenteils im späteren Betrieb verwendet wird. Durch die Tragarme erhält die Spiegelunterplatte darüber hinaus eine höhere Stabilität, so dass sichergestellt werden kann, dass es nicht zu einer Verformung beim Aufbringen des Kernmaterials kommen kann. Auch beim Abtragen des Kernmaterials wird über die Tragarme und die Spiegelunterplatte eine ausreichende Stabilität erreicht, so dass das Kernmaterial sehr genau abgetragen werden kann.Preferably, it is provided that in step a) support arms are created, on which the mirror base plate is installed. Therefore, prior to application of the core material, a mirror substructure can already be created, as it is mostly used in later operation. By the support arms, the mirror lower plate also receives a higher stability, so that it can be ensured that it can not come to a deformation during application of the core material. Even when removing the core material sufficient stability is achieved on the support arms and the mirror base plate, so that the core material can be removed very accurately.

Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass in Schritt a) die Tragarme mit einem Torsionskörper verbunden werden. Der Torsionskörper kann beispielsweise ein Torsionsrohr oder eine Torsionsgitterbox sein. In Verfahrensschritt a) kann somit die komplette Spiegelunterkonstruktion bereits erstellt werden, bevor anschließend das Kernmaterial aufgebracht wird. Die Erfindung ermöglicht somit, dass vor dem Abtragen des Kernmaterials eine Vielzahl der Komponenten des Solarspiegelmoduls installiert ist und somit schwerkraftbedingte Einwirkungen auf das Solarspiegelmodul, die beispielsweise Biegungen hervorrufen, größtenteils erfolgen, wodurch sichergestellt wird, dass beim Abtragen des Kernmaterials bereits ein Zustand vorliegt, wie er beim späteren Betrieb eingenommen wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Spiegelunterkonstruktion vor dem Aufbringen des Kernmaterials oder vor dem Abtragen des Kernmaterials in vergleichbarer Weise gehaltert wird, wie es im späteren Betrieb erfolgt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Spiegelunterplatte aus mehreren Blechen erstellt wird. Beispielsweise können Feinbleche, beispielsweise Stahlfeinbleche oder GFK-Bleche, verwendet werden. Auch ist es möglich, dass die Spiegelunterplatte aus einem harten Kunststoff erstellt wird. Auch kann die Spiegelunterplatte aus einem Verbundstoff hergestellt sein. Derartige Materialien haben sich als Spiegelunterplatte einer Sandwichkonstruktion als besonders vorteilhaft herausgestellt.It is preferably provided that in step a), the support arms are connected to a torsion body. The torsion body may be, for example, a torsion tube or a Torsionsgitterbox. In method step a), therefore, the complete mirror substructure can already be created before subsequently the core material is applied. The invention thus enables a plurality of the components of the solar mirror module to be installed before the removal of the core material, and thus gravitational effects on the solar mirror module that cause, for example, bends, for the most part, thereby ensuring that there is already a condition when removing the core material it is taken during later operation. This can be achieved, for example, in that the mirror substructure is held in a comparable manner prior to the application of the core material or before the removal of the core material, as occurs in later operation. It is preferably provided that the mirror lower plate is made of a plurality of sheets. For example, thin sheets, such as steel sheets or GRP sheets can be used. It is also possible that the mirror base plate is made of a hard plastic. Also, the mirror lower plate can be made of a composite material. Such materials have proven to be particularly advantageous as a mirror base plate of a sandwich construction.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in Schritt b) das Kernmaterial aufgeschäumt wird, wobei vor Durchführung von Schritt c) ein zumindest teilweises Aushärten des Kernmaterials erfolgt. Das Aufschäumen des Kernmaterials ist eine einfache Art und Weise, Kernmaterial auf eine große Spiegelunterplatte aufzubringen. Ferner hat derartiges Material die zur Herstellung von Solarspiegelmodulen vorteilhaften Eigenschaften, wie eine ausreichende Formstabilität bei gleichzeitig gewünschter Elastizität und geringes Gewicht. Durch das zumindest teilweise Aushärten des Kernmaterials vor der Durchführung von Schritt c) wird sichergestellt, dass vor dem Abtragen von Kernmaterial in Schritt c) das Kernmaterial seine endgültige Form bzw. nahezu endgültige Form eingenommen hat und somit nach dem Abtragen nur noch geringe Formveränderungen des Kernmaterials, die zu Ungenauigkeiten in der Oberflächenform des Kernmaterials führen können, auftreten.It is preferably provided that in step b), the core material is foamed, wherein prior to the implementation of step c), an at least partial curing of the core material takes place. The foaming of the core material is a simple way to apply core material to a large mirror base plate. Furthermore, such material has the advantageous properties for the production of solar mirror modules, such as a sufficient dimensional stability at the same time desired elasticity and low weight. The at least partial curing of the core material prior to the implementation of step c) ensures that the core material has assumed its final shape or nearly final shape before the removal of core material in step c) and thus only slight changes in shape of the core material after removal that can lead to inaccuracies in the surface shape of the core material occur.

Es kann vorgesehen sein, dass in Schritt b) das Kernmaterial in einer oder mehreren Schichten aufgebracht wird.It can be provided that in step b) the core material is applied in one or more layers.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Kernmaterial ein Polyurethan ist. Ein derartiges Material, das insbesondere als Polyurethan-Hartschaum eingesetzt werden kann, hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt. Alternativ kann das Kernmaterial auch ein expandiertes Polystyrol (EPS) oder extrodiertes Polystyrol (XPS) sein.It is preferably provided that the core material is a polyurethane. Such a thing Material that can be used in particular as a rigid polyurethane foam has been found to be particularly advantageous. Alternatively, the core material may also be an expanded polystyrene (EPS) or extruded polystyrene (XPS).

Das Kernmaterial kann in Schritt b) auch in vorgefertigten und grob vorgeformten Platten, beispielsweise XPS-Platten, aufgebracht werden. Diese können beispielsweise mit der Spiegelunterplatte verklebt werden. Diese können beispielsweise mittels eines Heißdrahtes oder mittels Laser in Form geschnitten werden.The core material can also be applied in step b) in prefabricated and roughly preformed plates, for example XPS plates. These can be glued, for example, with the mirror base plate. These can be cut into shape, for example, by means of a hot wire or by means of a laser.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass in Schritt c) das Kernmaterial abgefräst wird. Ein derartiges Trennverfahren hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, da mittels eines Fräsers eine sehr genaue Parabolform aus dem recht weichen Kernmaterial geschaffen werden kann. Alternativ können auch andere Trennverfahren eingesetzt werden. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, das Kernmaterial zu schneiden, beispielsweise mittels eines Feinmessers oder eines Heißdrahtes, zu sägen, beispielsweise mittels eines Feinsägeblattes, oder mittels eines Lasers zu schneiden.In a particularly preferred embodiment of the invention it is provided that in step c) the core material is milled. Such a separation process has proven to be particularly advantageous because a very accurate parabolic shape can be created from the fairly soft core material by means of a milling cutter. Alternatively, other separation methods can be used. For example, it is possible to cut the core material, for example by means of a fine knife or a hot wire, to saw, for example by means of a fine saw blade, or to cut by means of a laser.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass in Schritt d) das Spiegelmaterial als Dünnglasspiegel aufgebracht wird. Derartige Glasspiegel haben sich für die Herstellung von Solarspiegelmodulen als besonders vorteilhaft herausgestellt. In a preferred embodiment of the method according to the invention, it is provided that in step d) the mirror material is applied as a thin-glass mirror. Such glass mirrors have been found to be particularly advantageous for the production of solar mirror modules.

Dabei kann vorgesehen sein, dass der Dünnglasspiegel aufgeklebt wird.It can be provided that the thin glass mirror is adhered.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in Schritt d) das Spiegelmaterial mit einer Form auf das Kernmaterial aufgedrückt wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Spiegelmaterial über die gesamte Oberfläche oder zumindest einen Großteil der Oberfläche des Kernmaterials an diesem anliegt und somit das Spiegelmaterial die vorgegebene Oberflächenform des Kernmaterials annimmt. Dadurch wird sichergestellt, dass die nunmehr gebildete Spiegeloberfläche die gewünschte Präzision aufweist.It is preferably provided that in step d) the mirror material is pressed onto the core material with a mold. As a result, it can be ensured that the mirror material rests against the entire surface or at least a majority of the surface of the core material, and thus the mirror material assumes the predetermined surface shape of the core material. This ensures that the now formed mirror surface has the desired precision.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass Schritt c) in einer Position der Spiegelunterkonstruktion erfolgt, die einer Betriebsposition des Solarspiegelmoduls entspricht. Beispielsweise kann die Spiegelunterkonstruktion derart angeordnet sein, dass die durch die Spiegelunterplatte gebildete Apertur nach oben hin geöffnet ist. Dadurch kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass zum Zeitpunkt des Abtragens des Kernmaterials Belastungen auf die Spiegelunterkonstruktion und das darauf aufgebrachte Kernmaterial einwirken, wie sie auch in einer Betriebsposition des Solarspiegelmoduls auftreten, so dass dadurch bedingte Formveränderungen beim Abtragen des Kernmaterials vorliegen. Dadurch wird sichergestellt, dass beim späteren Betrieb derartige Einflüsse nicht zu einer Verformung der Spiegeloberfläche führen.In a preferred embodiment of the invention it is provided that step c) takes place in a position of the mirror substructure which corresponds to an operating position of the solar mirror module. By way of example, the mirror substructure can be arranged such that the aperture formed by the mirror subpanel is open at the top. This can be achieved in an advantageous manner that at the time of removal of the core material loads on the mirror substructure and applied thereto core material act as they also occur in an operating position of the solar mirror module, so that conditional form changes in the removal of the core material are present. This ensures that during later operation such influences do not lead to a deformation of the mirror surface.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Herstellung eines Solarspiegelmoduls gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem Halterahmen und mehreren, an dem Halterahmen angeordneten Abtrageinrichtungen zum Abtragen von Kernmaterial des Solarspiegelmoduls, wobei die Abtrageinrichtungen in einer Längsrichtung angeordnet sind und sich überlappen, und mit einem Führungsschienensystem, in dem der Halterahmen geführt ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit insbesondere zur Durchführung des Verfahrensschritts c) geeignet. Durch das Vorsehen von mehreren, in Längsrichtung angeordneten Abtrageinrichtungen kann sichergestellt werden, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung eine sehr große Bearbeitungsbreite verwirklichen kann, wobei durch mehrere Abtrageinrichtungen erreicht wird, dass diese jeweils nur eine relativ kurze Länge aufweisen. Dadurch wird verhindert, dass ein zu starkes Durchbiegen der Abtrageinrichtungen aufgrund ihres Eigengewichts erfolgt, was die Genauigkeit des Abtragvorgangs beeinflussen könnte. Dadurch, dass die Abtrageinrichtungen sich überlappend angeordnet sind, wird erreicht, dass ein lückenloses Abtragen von Kernmaterial erfolgen kann. Mittels des Führungsschienensystems, in dem der Halterahmen geführt ist, können die Abtrageinrichtungen gleichzeitig bewegt werden, wodurch der für das Abtragen notwendige Vorschub erfolgen kann.The invention further relates to a device for producing a solar module according to the inventive method with a holding frame and a plurality of arranged on the support frame removal means for removing core material of the solar module, wherein the removal devices are arranged in a longitudinal direction and overlap, and with a guide rail system, in which is guided the holding frame. The device according to the invention is therefore particularly suitable for carrying out the method step c). By providing a plurality of removal devices arranged in the longitudinal direction, it can be ensured that the device according to the invention can realize a very large processing width, whereby it is achieved by a plurality of removal devices that they each have only a relatively short length. This prevents that too much bending of the removal devices is due to their own weight, which could affect the accuracy of the Abtragvorgangs. The fact that the removal devices are arranged overlapping, it is achieved that a complete removal of core material can be done. By means of the guide rail system in which the holding frame is guided, the removal means can be moved simultaneously, whereby the necessary for the removal feed can be done.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Abtrageinrichtungen Fräswalzen sind. Insbesondere bei Fräswalzen tritt das Problem von Durchbiegungen durch Eigengewicht auf, so dass das Vorsehen von mehreren einzelnen Fräswalzen, die erfindungsgemäß angeordnet sind, besonders vorteilhaft ist.It is preferably provided that the removal devices are milling rollers. Particularly in the case of milling drums, the problem of deflections due to their own weight occurs, so that the provision of a plurality of individual milling drums, which are arranged according to the invention, is particularly advantageous.

Vorzugsweise ist vorzusehen, dass das Führungsschienensystem zwei Führungsschienen aufweist, die parallel angeordnet sind und zwischen denen der Halterahmen angeordnet ist. Somit kann der Halterahmen in vorteilhafter Weise beidseitig geführt sein, wodurch eine sehr hohe Genauigkeit bei der Führung des Halterahmens erreicht werden kann. Dadurch können die Abtrageinrichtungen sehr genau über das Kernmaterial geführt werden, wodurch die Oberflächenform des Kernmaterials sehr präzise erstellt werden kann.It is preferable to provide that the guide rail system has two guide rails, which are arranged in parallel and between which the holding frame is arranged. Thus, the support frame can be guided on both sides in an advantageous manner, whereby a very high accuracy in the leadership of the support frame can be achieved. As a result, the removal means can be guided very accurately over the core material, whereby the surface shape of the core material can be created very precisely.

Dabei kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Führungsschienen an die gewünschte Form des Solarspiegelmoduls angepasst sind. Der Halterahmen wird somit entlang der gewünschten Form des Solarspiegelmoduls geführt, wodurch eine vorteilhafte Formgebung der Oberfläche des Kernmaterials erfolgen kann. It can be provided in an advantageous manner that the guide rails are adapted to the desired shape of the solar mirror module. The support frame is thus along the desired Guided shape of the solar mirror module, whereby an advantageous shaping of the surface of the core material can be done.

Es kann auch in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Abtrageinrichtungen jeweils eine Höhenverstellung aufweisen. Diese können beispielsweise vorgesehen sein, um eine Höhenjustage der Abtrageinrichtung vorzunehmen, wodurch beispielsweise kleine Durchbiegungen des Halterahmens kompensiert werden können. Auch besteht die Möglichkeit, dass beispielsweise die Führungsschienen nur eine grobe Form für das Solarspiegelmodul vorgibt und eine genaue Positionierung der Abtrageinrichtungen während des Abtragvorgangs mittels der Höhenverstellung erfolgt. It can also be provided in an advantageous manner that the removal devices each have a height adjustment. These can be provided, for example, to perform a height adjustment of the removal device, whereby, for example, small deflections of the support frame can be compensated. It is also possible that, for example, the guide rails only specifies a rough shape for the solar mirror module and an accurate positioning of the removal devices takes place during the removal process by means of the height adjustment.

Die Position der Abtrageinrichtungen kann über entsprechende Sensoren bestimmt werden. Mittels eines Lasers kann beispielsweise eine exakte Ausrichtung der mehreren Abtrageinrichtungen erfolgen.The position of the removal devices can be determined via corresponding sensors. By means of a laser, for example, an exact alignment of the plurality of removal devices take place.

Selbstverständlich kann das Führungsschienensystem auch Führungsschienen mit sehr hoher Genauigkeit aufweisen, so dass die Abtrageinrichtungen mittels des Halterahmens sehr genau geführt werden. In diesem Fall dient die Höhenverstellung lediglich dazu, um kleine Ungenauigkeiten auszugleichen.Of course, the guide rail system can also have guide rails with very high accuracy, so that the removal devices are guided very precisely by means of the holding frame. In this case, the height adjustment only serves to compensate for small inaccuracies.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Halterahmen eine Verstärkung aufweist, mittels der die Durchbiegung durch Eigengewicht stark verringert wird. Die Verstärkung kann beispielsweise durch eine Fachwerkstruktur erreicht werden, die auf der von den Abtrageinrichtungen abgewandten Seite des Halterahmens angeordnet ist. Preferably, it is provided that the holding frame has a reinforcement, by means of which the deflection is greatly reduced by its own weight. The reinforcement can be achieved for example by a truss structure, which is arranged on the side remote from the Abtrageinrichtungen side of the holding frame.

Der Halterahmen kann beispielsweise zweiteilig ausgeführt sein und aus zwei Haltearmen bestehen, die jeweils auf dem Führungsschienensystem geführt sind. An einem Haltearm kann jeweils eine Reihe von Abtrageinrichtungen mit einem Abstand in Längsrichtung zueinander angeordnet sein. Auf dem zweiten Haltearm kann ebenfalls eine Reihe von Abtrageinrichtungen angeordnet sein, die parallel zu den Abtrageinrichtungen des ersten Haltearms angeordnet sind und die Lücken zwischen den Abtrageinrichtungen des ersten Haltearms überdeckend angeordnet sind.The holding frame may for example be made in two parts and consist of two retaining arms, which are each guided on the guide rail system. In each case a number of removal devices can be arranged with a spacing in the longitudinal direction relative to one another on a holding arm. On the second support arm can also be arranged a number of removal devices which are arranged parallel to the removal means of the first support arm and the gaps between the removal means of the first support arm are arranged overlapping.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren die Erfindung näher erläutert.In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the following figures.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Schnittdarstellung durch ein Solarspiegelmodul während der Herstellung mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und 1 a schematic sectional view through a solar mirror module during manufacture by means of the method according to the invention and

2 eine schematische, perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Solarspiegelmoduls. 2 a schematic perspective view of the device according to the invention for the preparation of a solar mirror module.

In 1 ist eine schematische Darstellung eines Solarspiegelmoduls 100 während der Herstellung in einer Schnittdarstellung gezeigt.In 1 is a schematic representation of a solar mirror module 100 shown during production in a sectional view.

Das Solarspiegelmodul 100 weist eine Spiegelkonstruktion 102 auf. Die Spiegelkonstruktion 102 besteht aus einer Spiegelunterplatte 104, einer Vielzahl von parallel angeordneten Tragarmen 106 und einem Torsionskörper 108, der die Tragarme 106 verbindet. Die Tragarme 106 erstrecken sich jeweils quer zu der Längsrichtung des Solarspiegelmoduls. Der Torsionskörper 108, der als Torsionsrohr dargestellt ist, erstreckt sich in Längsrichtung des Solarspiegelmoduls.The solar mirror module 100 has a mirror construction 102 on. The mirror construction 102 consists of a mirror base plate 104 , a plurality of parallel support arms 106 and a torsion body 108 who is holding arms 106 combines. The support arms 106 each extend transversely to the longitudinal direction of the solar mirror module. The torsion body 108 , which is shown as a torsion tube, extending in the longitudinal direction of the solar mirror module.

Die Spiegelunterkonstruktion ist in einem ersten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erstellt worden. Anschließend wird Kernmaterial 110 auf die Spiegelunterplatte 104 aufgebracht. Das Kernmaterial 110 kann beispielsweise in Form eines Polyurethan-Hartschaums verwendet werden, der auf die Spiegelunterplatte aufgeschäumt wird. Nach dem Aushärten des Kernmaterials 110 wird mittels einer Vorrichtung 1 das Kernmaterial 110 abgetragen, um eine vorgegebene Oberflächenform zu erreichen. In 1 ist die Abtragvorrichtung lediglich schematisch dargestellt. Die Abtragvorrichtung kann beispielsweise die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Herstellung eines Solarspiegelmoduls 100 sein. The mirror substructure has been created in a first method step of the method according to the invention. Then it becomes nuclear material 110 on the mirror base plate 104 applied. The core material 110 can be used for example in the form of a rigid polyurethane foam, which is foamed onto the mirror base plate. After curing of the core material 110 is by means of a device 1 the nuclear material 110 removed to achieve a given surface shape. In 1 the removal device is shown only schematically. The removal device can, for example, the device according to the invention 1 for producing a solar mirror module 100 be.

Die Vorrichtung 1 führt eine Abtrageinrichtung 3 entlang eines Führungsschienensystems 5, so dass überschüssiges Kernmaterial 110 spanend abgetragen wird. Dadurch lässt sich eine sehr genaue Oberflächenform des Kernmaterials 110 erstellen. Anschließend kann nicht dargestelltes Spiegelmaterial auf das Kernmaterial 110 aufgebracht werden.The device 1 leads a removal device 3 along a guide rail system 5 so that excess nuclear material 110 is removed by machining. This allows a very accurate surface shape of the core material 110 create. Subsequently, unrepresented mirror material on the core material 110 be applied.

Die Spiegelunterplatte 104 kann beispielsweise aus mehreren Blechen erstellt werden. Das Spiegelmaterial kann beispielsweise als Dünnglasspiegel auf die Oberfläche des Kernmaterials aufgeklebt werden.The mirror base plate 104 can be created for example from several sheets. The mirror material can, for example, be glued onto the surface of the core material as a thin-glass mirror.

In 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Herstellung eines Solarspiegelmoduls 100 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren gezeigt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ist im Wesentlichen eine Vorrichtung zum Abtragen des Kernmaterials. Die Vorrichtung 1 weist einen Halterahmen 7 auf, der mehrere Abtrageinrichtungen 3 trägt. Beidseitig ist der Halterahmen 7 an einem Führungsschienensystem 5 geführt. Das Führungsschienensystem 5 weist hierbei jeweils eine Führungsschiene 6 pro Seite auf, wobei der Halterahmen mittels Laufwagen 9 auf den Führungsschienen 6 abgestützt ist. In 2 sind die Führungsschienen 6 zur Vereinfachung geschnitten und gerade dargestellt. Die Führungsschienen 6 können, wie beispielsweise in 1 schematisch angedeutet ist, an die gewünschte Form des Solarspiegelmoduls 100 angepasst sein. Bei der in 1 dargestellten Parabolform des Solarspiegelmoduls können die Führungsschienen 6 somit entlang einer Parabel verlaufen.In 2 is a device according to the invention 1 for producing a solar mirror module 100 shown according to the method of the invention. The device according to the invention 1 is essentially a device for removing the core material. The device 1 has a holding frame 7 on, the several removal facilities 3 wearing. On both sides is the support frame 7 on a guide rail system 5 guided. The guide rail system 5 here in each case has a guide rail 6 per side, with the support frame by means of carriages 9 on the guide rails 6 is supported. In 2 are the guide rails 6 cut for simplicity and straight. The guide rails 6 can, such as in 1 is indicated schematically, to the desired shape of the solar mirror module 100 be adjusted. At the in 1 illustrated parabolic shape of the solar mirror module, the guide rails 6 thus run along a parabola.

Der Halterahmen 7 besteht aus einem ersten und einem zweiten Haltearm 7a, 7b. An dem ersten und dem zweiten Haltearm 7a, 7b sind jeweils mehrere Abtrageinrichtungen 3 in Form von Fräswalzen in Längsrichtung in einer Reihe angeordnet, wobei die einzelnen Abtrageinrichtungen voneinander beabstandet sind. Dabei sind die Abtrageinrichtungen 3, die an dem zweiten Haltearm 7b angeordnet sind, derart zu den Abtrageinrichtungen 3, die an dem ersten Haltearm 7a angeordnet sind, versetzt angeordnet, dass ein Überlappen der Abtrageinrichtungen vorliegt und die zwischen den einzelnen Abtrageinrichtungen 3 gebildeten Lücken von jeweils an dem anderen Haltearm 7a, 7b angeordneten Abtrageinrichtungen überdeckt sind. Dadurch kann eine gleichmäßige Bearbeitung des Kernmaterials 110 erfolgen, wobei gleichzeitig verhindert wird, dass durch eine zu große Länge der Abtrageinrichtungen 3 diese aufgrund von Eigengewicht zu starken Durchbiegungen neigen.The support frame 7 consists of a first and a second arm 7a . 7b , On the first and the second arm 7a . 7b each are several removal devices 3 arranged in the form of milling rollers in the longitudinal direction in a row, wherein the individual removal devices are spaced from each other. Here are the removal devices 3 attached to the second support arm 7b are arranged, so to the removal devices 3 attached to the first support arm 7a are arranged offset, arranged that an overlap of the Abtragageinrichtungen present and between the individual Abtrageinrichtungen 3 formed gaps of each on the other arm 7a . 7b arranged removal devices are covered. This allows a uniform processing of the core material 110 take place, being prevented at the same time by a too large length of the Abtrageinrichtungen 3 these tend to strong deflections due to their own weight.

Auf der von den Abtrageinrichtungen 3 abgewandten Seite des Halterahmens 7 ist eine Fachwerkstruktur 11 angeordnet, die für eine höhere Stabilität der Haltearme 7a, 7b und somit des Halterahmens 7 sorgt. Dadurch wird verhindert, dass der Halterahmen 7 aufgrund seines Eigengewichts einer zu starken Durchbiegung unterliegt.On the from the removal facilities 3 remote side of the holding frame 7 is a truss structure 11 arranged for greater stability of the support arms 7a . 7b and thus the support frame 7 provides. This will prevent the retaining frame 7 is subject to excessive deflection due to its own weight.

Die Abtrageinrichtungen 3 können eine Höhenverstellvorrichtung 13 aufweisen, mittels der die Arbeitshöhe der einzelnen Fräswalzen einstellbar ist. Dadurch kann die trotz Fachwerkstruktur 11 vorliegende geringe Durchbiegung des Halterahmens 7 ausgeglichen werden, indem die Höhenposition der Abtasteinrichtung 3 gegenüber dem Halterahmen 7 mittels der Höhenverstellung 13 eingestellt wird. The removal devices 3 can be a height adjustment device 13 have, by means of which the working height of the individual milling rollers is adjustable. This allows the despite truss structure 11 present low deflection of the support frame 7 be compensated by the height position of the scanner 3 opposite the support frame 7 by height adjustment 13 is set.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

DIN 8590 [0014]

Claims

Method for producing a solar mirror module ( 100 ), in particular a parabolic trough collector module, comprising the following steps: a) Creating a mirror substructure ( 102 ) with a mirror lower plate ( 104 ) b) application of a core material ( 110 ) on the mirror lower plate ( 104 ) c) removal of nuclear material ( 110 ) for forming a given surface shape of the core material ( 110 ) d) application of mirror material to the core material ( 110 )

A method according to claim 1, characterized in that in step a) support arms ( 106 ), to which the mirror lower plate ( 104 will be installed.

A method according to claim 2, characterized in that in step a) the support arms ( 106 ) with a torsion body ( 108 ) get connected.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the mirror lower plate ( 104 ) is created from several sheets.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that in step b) the core material ( 110 ) is foamed, wherein before performing step c) at least partial curing of the core material ( 110 ) he follows.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that in step b) the core material ( 110 ) is applied in one or more layers.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the core material ( 110 ) is a polyurethane.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that in step c) the core material ( 110 ) is milled.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that in step d) the mirror material is applied as a thin glass mirror.

A method according to claim 9, characterized in that the thin glass mirror on the core material ( 110 ) is glued.

Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that in step d) the mirror material with a mold on the core material ( 110 ) is pressed.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that step c) in a position of the mirror substructure ( 102 ), which corresponds to an operating position of the solar mirror module ( 100 ) corresponds.

Contraption ( 1 ) for producing a solar mirror module according to the method of one of claims 1 to 12 with a holding frame ( 7 ) and several on the holding frame ( 7 ) arranged removal devices ( 3 ) for the removal of nuclear material ( 110 ) of the solar mirror module ( 100 ), the removal devices ( 3 ) are arranged in a longitudinal direction and overlap, and with a guide rail system ( 5 ), on which the holding frame ( 7 ) is guided.

Device according to claim 13, characterized in that the removal devices ( 3 ) Are milling drums.

Apparatus according to claim 13 or 14, characterized in that the guide rail system ( 5 ) two guide rails ( 6 ), which are arranged in parallel and between which the holding frame ( 7 ) is arranged.

Device according to claim 15, characterized in that the guide rails ( 6 ) to the desired shape of the solar mirror module ( 100 ) are adjusted.

Device according to one of claims 13 to 15, characterized in that the removal devices ( 3 ) each a height adjustment ( 13 ) exhibit.