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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung, insbesondere einen Heliostat,
für Solar-Turmkraftwerke, welche einen Ständer
und eine daran angeordnete Trägervorrichtung umfasst, die
zumindest einen Reflektor aufnimmt, so dass der zumindest eine Reflektor
in seiner Lage zum Sonnenstand veränderbar ist.
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Aus
der
DE 20 2007
008 539 U1 geht eine solche Vorrichtung hervor. An einem
Ständer ist eine Trägervorrichtung angeordnet,
welche drehbar um eine Azimuthachse zum Ständer gelagert
ist und einen Drehbalken aufweist, an dem ein Tragrahmen zur Aufnahme
von Reflektoren schwenkbar angeordnet ist, so dass der Tragrahmen
um eine Elevationsachse schwenkbar angeordnet ist, so dass die gesamte
Trägervorrichtung entsprechend der Lage des Sonnenstandes
veränderbar ist. Zur Ansteuerung der Trägervorrichtung
ist eine hydraulische Antriebseinheit vorgesehen, die wenigstens
einen hydraulischen Hubzylinder zur Einleitung der Drehbewegung um
eine Azimuthachse und wenigstens einen hydraulischen Hubzylinder
zur Einleitung einer Schwenkbewegung um eine Elevationsachse antreibt.
Diese hydraulischen Hubzylinder werden über einen Pumpenaggregat,
welches mit einem hydraulischen Speicher gekoppelt ist, mit Hydraulikflüssigkeit versorgt
und von einer hydraulischen Antriebssteuerung angesteuert.
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Diese
Vorrichtung wird mit Reflektoren ausgestattet, bei denen die Reflektoren
einen selbsttragenden Charakter aufweisen. Diese Reflektoren bestehen
zumeist aus einer 4 mm dicken Glasplatte, die mit einer reflektierenden
Silberschicht und einer auf dieser angeordneten Schutzschicht ausgebildet
sind. Zur Befestigung des Reflektors werden mehrere Klebestellen
durch Aufbringen eines Klebemittels auf einer Rückseite
des Reflektors ausgebildet, um anschließend Flanschplatten
an der Rückseite des Reflektors zu befestigen, an welchen
jeweils ein Gewindestift angreift, der mit dem Tragrahmen verschraubbar
ist. Dadurch wird der Reflektor fest mit dem Tragrahmen verbunden.
Zur sicheren Aufnahme des Reflektors ist erforderlich, dass wenigstens
vier, zumeist jedoch eine größere Anzahl von Klebestellen
je Reflektor erforderlich sind, um eine sichere Anordnung des Reflektors
zum Tragrahmen zu erzielen.
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Diese
Reflektorbefestigung weist den Nachteil auf, dass nach einiger Zeitdauer
das Klebemittel die Schutz- und Silberschicht zerstört
und somit der Reflektor in diesem Bereich blind beziehungsweise schadhaft
wird. Darüber hinaus kann aufgrund der Vielzahl der am
jeweiligen Reflektor aufgebrachten Flanschplatten und der damit
erfolgenden Befestigungspunkte am Tragrahmen eine exakte Einstellung
der Reflektoren hinsichtlich deren Wölbung zum Absorber
des Solar-Turmkraftwerkes nicht erfolgen, da der zeitliche Aufwand
hierfür immens wäre. Dadurch erfolgt eine Verminderung
des Wirkungsgrades, der jedoch aufgrund des enormen zeitlichen Einstellaufwandes
bislang in Kauf genommen wurde. An einigen Gruppen von Reflektoren
in einem Feld von Heliostaten einer solchen Heliostatenanlage wird eine
Verwölbung des Reflektors vorgenommen. Durch die feste
Einspannung des Reflektors zum Tragrahmen und die erzeugte Spannung
im Reflektor nach Einstellung der Wölbung kann es durch äußere Einflüsse,
wie Steinschlag oder Sturmböen, zu einer Zerstörung
des Reflektors kommen. Die unterschiedlichen Wärmeausdehnungen
des Reflektorglases und des Tragrahmens erhöhen dabei auch
noch die Bruchgefahr.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu
schaffen, bei der das teilweise Erblinden des Reflektors verhindert
und eine kostengünstige Montage der Reflektoren am Tragrahmen
sowie eine Einstellung einer Wölbung der Reflektoren ermöglicht
wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch
die Ausgestaltung einer Reflektoraufnahme zur Aufnahme von zumindest
einem Reflektor, welche einen umlaufenden Rahmen aus Längs- und
Querträgern umfasst, welche als Profilelemente ausgebildet
sind und eine Klemmbefestigung, durch welche der zumindest eine
Reflektor zu einer Reflektoraufnahme positionierbar ist, wird eine
nicht selbsttragende Anordnung der Reflektoren ermöglicht, sondern
vielmehr eine Anordnung geschaffen, bei der die Reflektoren von
einem Rahmen aus Profilelementen aufgenommen werden, auf welcher
der zumindest eine Reflektor aufliegt, sich abstützen kann und
durch eine Klemmbefestigung zur Reflektoraufnahme positioniert ist.
Dadurch kann eine Art schwimmende Lagerung des oder der Reflektoren zur
Reflektoraufnahme erzielt werden. Dies ermöglicht eine
einfache und zeitsparende Montage, indem die Reflektoren lediglich
auf die Reflektoraufnahme aufgelegt und anschließend über
die Klemmbefestigung zur Aufnahme positioniert werden. Weitere vorbereitende
Maßnahmen, wie beispielsweise das Anbringen und Aufkleben
von Flanschplatten oder dergleichen, sind nicht erforderlich. Gleichzeitig
kann eine spannungsfreie Aufnahme des zumindest einen Reflektors
zur Reflektoraufnahme geschaffen werden. Darüber hinaus
wird durch die Ausgestaltung der Reflektoraufnahme aus Profilelementen
eine einfache und kostengünstige Rahmenkonstruktion geschaffen,
die darüber hinaus eine hohe Gewichtseinsparung ermöglicht
und dennoch verwindungssteif ausgebildet ist.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die
Längs- und Querträger der Reflektoraufnahme und
vorzugsweise im Rahmen der Reflektoraufnahme angeordnete Längs-
und Querstreben aus Kunststoff oder Kunststoffverbundmaterial, aus
Metall oder aus Leichtmetall ausgebildet sind und durch eine Schweißverbindung,
insbesondere eine Punktschweißung oder Nietverbindung oder
Klebeverbindung, miteinander verbunden werden. Dies ermöglicht
eine Verkürzung der Herstellungsdauer. Darüber
hinaus verbleiben die in einem Montagerahmen eingespannten Längs-
und Querträger zur Bildung eines umlaufenden Rahmens nach dem
Schweißen, insbesondere dem Punktschweißen, verzugsfrei
und bilden somit eine ebene Auflagefläche für
den zumindest einen Reflektor.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die
als Profilelemente aus Metall oder Leichtmetall, insbesondere Blech,
ausgebildeten Längs- und Querträger und vorzugsweise aus
Längs- und Querstreben aus einem plattenförmigen
Material durch eine Mehrfachkantung hergestellt sind und insbesondere
ein offenes kastenförmiges Profil oder C-förmiges
Profil aufweisen. Diese Herstellung der Profile ist kostengünstig
und für die Massenproduktion geeignet. Das offene kastenförmige Profil
oder C-förmige Profil weist eine hinreichende Steifigkeit
zur Aufnahme der Trag- und Windlasten auf. Alternativ können
die Längs- und Querträger aus fertig profiliertem
Strangmaterial hergestellt werden. Sofern eine erhöhte
Steifigkeit erforderlich ist, können beispielsweise längs
verlaufende Sicken eingebracht werden. Bevorzugt wird als Material
für die Profilelemente dünnes Stahlblech, Aluminiumblech sowie
lackiertes oder verzinktes Profil eingesetzt. Des Weiteren können
alternativ die Längs- und Querträger und/oder
die Längs- und Querstreben einzeln als Profilelemente aus
Kunststoff beziehungsweise als Kunststoffspritzgussteil oder Strangpressprofil ausgebildet
sein. Ebenso können der Rahmen und/oder die Längsträger
und/oder die Querträger als einheitliches Kunststoffspritzgussteil
oder Kunststoffpressteil hergestellt sein. Beim Einsatz von Kunststoffen
können insbesondere faserverstärkte Kunststoffe
oder anderweitige Kunststoffverbundmaterialien eingesetzt werden.
Ebenso können die aus Kunststoff hergestellten Profile
für den Längsträger und/oder Querträger
und/oder Rahmen und/oder einer Einheit aus Rahmen, Längsträger
und Querträger auch aus Kunststoff gepresst und gegebenenfalls ausgeschnitten
werden. Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht
vor, dass das Profilelement am jeweiligen Ende, insbesondere an
jedem Flächenabschnitt, zumindest eine Befestigungslasche
aufweist, welche mit dem benachbarten Profilelement verbindbar ist.
Diese Befestigungslaschen können im Stanzprozess zur Herstellung
der Grundfläche des zu profilierenden plattenförmigen
Materials gleichzeitig eingebracht werden. Dies ermöglicht, dass
beispielsweise ein aus drei Wandabschnitten bestehendes Profilelement,
die vorzugsweise jeweils senkrecht zueinander angeordnet sind, mit
drei Befestigungslaschen an dem benachbarten Profilelement fixiert
wird. Somit kann in einem solchen Knotenpunkt zwischen zwei bevorzugt
rechtwinklig zueinander angeordneten Profilelementen beziehungsweise
dem Längsträger- und einer Querstrebe, dem Querträger
und einer Längsstrebe und/oder der Längs- und
Querstrebe ein besonders steifer Knotenpunkt ausgebildet werden.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass an
einer äußeren Stirnseite oder Außenseite
des Rahmens Halteelemente, insbesondere Befestigungswinkel, vorgesehen
sind, welche den Reflektor zur Aufnahmefläche des Rahmens
fixieren. Diese Befestigungswinkel greifen an einer Vorderseite
des Reflektors an und halten diesen zur Auflagefläche der
Reflektoraufnahme nieder. Dabei erfolgt eine Klemmung mit einem
gewissen Spiel, so dass die unterschiedliche Wärmeausdehnung
zwischen dem Reflektor und der Reflektoraufnahme kompensiert werden.
Die Befestigungswinkel können durch eine Schweißung,
insbesondere Punktschweißung, oder durch eine Nietbindung
am Längs- und Querträger befestigt sein.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der
Rahmen zumindest eine Längs- oder Querstrebe aufnimmt,
welche im Rastermaß des Reflektors im Rahmen der Reflektoraufnahme
positioniert sind und vorzugsweise die Längs- und/oder
Querstrebe zumindest eine Durchbrechung oder Ausnehmung aufweist,
in welche ein den Reflektor zur Auflagefläche des Rahmens
niederhaltendes Befestigungselement einsetzbar ist. Durch die Anordnung
von Längs- und/oder Querstreben im Rahmen erfolgt eine
zusätzliche Aussteifung der Reflektoraufnahme. Gleichzeitig
wird dadurch ein Rastermaß gebildet, welches auf die Größe
der Reflektoren angepasst ist, so dass beispielsweise mehrere Reflektoren
an einer Reflektoraufnahme vorgesehen sein können, deren
Randbereich durch die Längs- und/oder Querstrebe gestützt
wird. Die einzelnen aneinander grenzenden Reflektoren liegen mit
deren einander zugerichteten Randbereiche auf der Längs- und
Querstrebe auf und sind mit Abstand zueinander angeordnet. Die auf
der Längs- und Querstrebe aufliegenden Randbereiche der
Reflektoren werden über Befestigungselemente zur Längs-
und Querstrebe fixiert. Dabei wird wieder in Analogie zur Befestigung
des Reflektors über den Befestigungswinkel eine Befestigung
mit Spiel vorgesehen, um eine Kompensation der unterschiedlichen
Wärmeausdehnungen von Reflektoren oder Reflektoraufnahme
zu ermöglichen. Diese Anordnung ermöglicht des
Weiteren eine einfache und zeitsparende Montage. Es werden die einzelnen
Reflektoren auf die Reflektoraufnahme aufgelegt, und durch Aufstecken
der Befestigungselemente ist eine Befestigung der Reflektoren zur
Reflektoraufnahme ermöglicht.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass das Befestigungselement als selbstsichernder Rasthaken oder Halteclip
ausgebildet ist, der einen an einer Außenseite des Reflektors
angreifenden Befestigungskopf aufweist. Solche Befestigungselemente
als Clipsverbindung erfordern lediglich ein Positionieren und Setzen
des Befestigungselementes zur Durchbrechung in der Längs-
oder Querstrebe. Nachdem das Befestigungselement in eine selbstrastende
Position übergeführt wurde, ist die Montagearbeit
des Reflektors zur Reflektoraufnahme erledigt.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das
Befestigungselement einen die Durchbrechung der Längs-
und Querstrebe durchdringenden Zapfen aufweist, der zumindest ein Verhakungs-
oder Verkrallungselement aufweist. Dieses Verhakungs- oder Verkrallungselement
kann während der Montage zum Hindurchführen durch
die Durchbrechung zusammengedrückt werden und stellt sich
anschließend selbständig auf, so dass keine weiteren
Handhabungsschritte für die Ver rastung erforderlich sind
und das Verhakungs- oder Verkrallungselement die Durchbrechung hintergreift.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das
Befestigungselement in seiner Halteposition durch ein Sicherungselement zur
Längs- und/oder Querstrebe gesichert ist. Ein solches Sicherungselement,
wie beispielsweise ein Sicherungsring, ein Sprengring oder dergleichen,
kann zusätzlich angebracht werden, um Anforderungen an eine
erhöhte Sicherheit zur Befestigung der Reflektoren zur
Reflektoraufnahme zu ermöglichen.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das
Befestigungselement und/oder das Sicherungselement aus Kunststoff
ausgebildet sind. Dadurch kann eine Kontaktkorrosion aufgrund der
Witterungseinflüsse zwischen der Reflektoraufnahme und
dem Befestigungselement verhindert werden. Darüber hinaus
können kostengünstig und einfach herstellbare
und auch montierbare Befestigungselemente geschaffen werden.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der
Rahmen der Reflektoraufnahme eine Diagonaltraverse aufweist, welche
an einem Ende feststehend an dem Rahmen, insbesondere im Eckbereich
des Rahmens, angreift und am gegenüberliegenden Ende mit
einem Verstellelement, insbesondere im Eckbereich des Rahmens, verbunden
ist, über welches eine Krümmung oder Wölbung
der Reflektoraufnahme einstellbar ist. Durch eine solche Diagonaltraverse
kann bei Betätigung des Verstellelementes eine Neigung
der Auflagefläche des Rahmens der Reflektoraufnahme eingestellt
werden, wobei insbesondere der Eckbereich des Rahmens eine leichte
Bewegung zum gegenüberliegenden Bereich durchführt,
an dem das Verstellelement vorgesehen ist. Diese Anordnung ermöglicht
eine einfache und schnelle Einstellung der Reflektoraufnahme auf
die jeweilige Position der Vorrichtung im Feld zum Absorber des
Solar-Turmkraftwerkes. Dadurch kann der Anforderung gerecht werden,
dass eine Wölbung der Reflektoren in der Nähe des
Absorbers größer als am Rande des Feldes der Vorrichtungen
eingestellt sein muss.
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Bevorzugt
ist als Verstellelement eine Spindel vorgesehen, die mit Hilfe eines
mobilen, elektronisch angesteuerten Schraubers oder dergleichen einstellbar
ist. Dabei kann eine elektronisches Messverfahren unterstützend
eingesetzt werden, welches die exakte Einstellung des Reflektors
zum Absorber, also das Canting, berücksichtigt und dementsprechend
das Verstellelement antreibt, wobei diese Einstellung unabhängig
von der Sonne vorgenommen werden kann, so dass auch eine solche
Einstellung bei Nacht möglich ist.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mehrere
Reflektoraufnahmen, vorzugsweise vier Reflektoraufnahmen, am Tragrahmen
angeordnet und die jeweils feststehenden Enden der Diagonaltraverse
der Reflektoraufnahmen benachbart einander zugeordnet sind. Dabei
können jeweils die äußeren Eckbereiche
der Reflektoraufnahmen zum Zentrum des Tragrahmens mit einer leichten
Kippbewegung versehen werden, so dass in der Gesamtheit betrachtet
alle Reflektoren am Tragrahmen mit der erforderlichen und gegebenenfalls
verschiedenen Krümmung einstellbar sind. Durch die Einstellung
sollen die Reflektoren an die Form einer Schüssel angenähert
werden.
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Des
Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass jede Reflektoraufnahme unabhängig
von der zumindest einen weiteren Reflektoraufnahme am Tragrahmen über
die Diagonaltraverse in der Krümmung einstellbar ist. Dies
ermöglicht eine hohe Flexibilität in der Einstellung
und Anpassung der Reflektoren der Vorrichtung in Abhängigkeit
der jeweiligen Standposition im Feld der Vorrichtungen des Solar-Turmkraftwerkes.
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Des
Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Reflektoraufnahme an
zwei benachbarten Eckbereichen zum feststehenden Ende der Diagonaltraverse
und im Eckbereich des feststehenden Endes der Diagonaltraverse am
Tragrahmen befestigt ist. Dies ermöglicht eine einfache,
jedoch stabile Zuordnung der einzelnen Reflektoraufnahmen zueinander.
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Des
Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Reflektor aus Glas mit
einer reflektierenden Silberschicht und gegebenenfalls einer daran
angeordneten Schutzschicht als sogenannter Spiegel hergestellt ist.
Des Wei teren können Verbundreflektoren verwendet werden.
Der Verbundreflektor besteht beispielsweise aus einer Kunststoffplatte
mit einer Spiegelfolie und mit einer die Spiegelfolie abdeckenden Glasplatte.
Insbesondere weisen solche Verbundreflektoren den Vorteil auf, dass
diese leichter gegenüber den aus Glas bestehenden Reflektoren
sind. Die abdeckende Glasplatte ist als sehr dünne Glasplatte ausgebildet
und dient als Schutz gegen Verkratzen durch Sand und beim Reinigen,
gegen Steinschlag oder dergleichen. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung ermöglicht die Anordnung und Aufnahme von beiden Arten
von Reflektoren. Darüber hinaus können auch Dünnglasspiegel
eingesetzt werden. Diese weisen eine Dicke von beispielsweise nur
1 mm gegenüber bislang normal hergestellten Spiegeln mit
einer üblichen Dicke von beispielsweise 4 mm auf.
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Die
Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen
und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in
den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben
und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen
zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder
zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt
werden. Es zeigen:
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1a, 1b eine
schematische Ansicht von hinten und vorne auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
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2 eine
schematische Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 1,
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3 eine
schematische Ansicht einer Reflektoraufnahme, die an einem Tragrahmen
der Vorrichtung gemäß 1 befestigbar
ist,
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4 eine
schematische Schnittansicht der Reflektoraufnahme mit einem Reflektor
entlang der Linie III-III in 3,
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5 eine
schematische Ansicht von oben auf einen Knotenpunkt zwischen einem
Querträger und ei ner Längsstrebe der Reflektoraufnahme
gemäß 3 und
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6 eine
schematische Teilansicht eines gestanzten Bleches zur Herstellung
einer Längs- und Querstrebe sowie eines Längs-
und Querträgers.
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In
den 1a, 1b und 2 ist eine schematische
Ansicht von vorne und eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung 11 als Heliostat hergestellt. Diese Vorrichtung 11 umfasst einen
Ständer 12, an dessen oberen Ende eine Trägervorrichtung 14 angeordnet
ist. Diese Trägervorrichtung 14 umfasst einen
Drehbalken 18, der schwenkbar um eine Drehachse oder Azimuthachse 36 vom
Ständer 12 aufgenommen ist. An dem Drehbalken 18 sind
horizontal und vertikal ausgebildete Träger 20 vorgesehen,
die kreuzweise zueinander angeordnet sind und den Tragrahmen 17 bilden.
Dieser Tragrahmen 17 ist um eine Schwenkachse oder Elevationsachse 37 von
dem Drehbalken 18 schwenkbar aufgenommen. Der Tragrahmen 17 wiederum
nimmt beispielsweise vier Reflektoraufnahmen 22 auf, an
denen einer oder mehrere Reflektoren 23 befestigbar sind.
Durch die Anordnung der Trägervorrichtung 14 am
Ständer 12 kann eine Reflexionslage des einfallenden
Lichtes zur Fokussierung auf einen nicht näher dargestellten
Absorber in einem Solar-Turmkraftwerk ermöglicht werden.
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Zur
Ansteuerung der Reflektoren 33 ist eine hydraulische Antriebseinheit
vorgesehen. Diese elektrisch betriebene hydraulische Antriebseinheit 24 umfasst
ein Pumpenaggregat 26, welches mit einem hydraulischen
Speicher 27 in Verbindung steht. Von diesem hydraulischen
Speicher 27 aus gelangen Anschlussleitungen 28 zu
einem nicht näher dargestellten hydraulischen Hubzylinder
eines Azimuthantriebes, der vorzugsweise im Drehbalken 18 angeordnet ist
und zu einem hydraulischen Hubzylinder 29 eines Elevationsantriebes 35,
der am Drehbalken 18 befestigt ist. Alternativ kann der
Azimuthantrieb 34, insbesondere der zumindest eine dafür
vorgesehene hydraulische Hubzylinder, auch außerhalb des
Drehbalkens 18 angeordnet sein und insbesondere an dem Ständer 12 befestigt
werden. Die hydraulische Ansteuerung der Vorrichtung 11 ist
nur beispielhaft. Alternativ können anderweitige Ansteuerungen
für die Positionierung der Trägervorrichtung 14 zur
Einstellung der Reflexionslage der Trägervorrichtung 14 in Abhängigkeit
des einfallenden Lichtes vorgesehen sein, um eine optimale Ausbeute
des einfallenden Lichtes zur Erzeugung von Strom zu erzielen.
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Die
Ausgestaltung der Reflektoraufnahme 22 ist in 3 näher
dargestellt. Die Reflektoraufnahme 22 umfasst einen Rahmen 41,
der als umlaufend geschlossener Rahmen 41 durch Längsträger 42 und
Querträger 43 gebildet ist. Innerhalb des Rahmens 41 sind
Längs- und Querstreben 45, 46 vorgesehen,
die den Rahmen 41 aussteifen und gleichzeitig im Rastermaß der
Reflektoren 23 angeordnet sind. Durch die Längs-
und Querstreben 45, 46 sowie durch die Längs-
und/oder Querträger 42, 43 werden einzelne
Felder 48 ausgebildet. Beispielsweise umfasst die Reflektoraufnahme 22 acht
Felder 48. Bei einer solchen Ausgestaltung sind bevorzugt
zwei Felder 48 zur Aufnahme eines Reflektors 23 vorgesehen.
Somit kann die Reflektoraufnahme 22 vier Reflektoren 23 aufnehmen.
Alternativ kann auch in jedem Feld 48 ein Reflektor 23 angeordnet
sein oder die Anzahl der Felder 48 in der dargestellten
Ausführungsform abweichen.
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In 4 ist
eine schematische Schnittansicht der Linie III-III gemäß 3 dargestellt.
Der Querträger 43 ist als C-förmiges
Profilelement ausgebildet und weist eine Auflagefläche 47 zur
Anordnung und Aufnahme des Reflektors 23 auf. Der Längsträger 42 ist
bevorzugt gleich ausgebildet wie der Querträger 43.
An einer Seitenwand 49 des Querträgers 43 ist
die Längsstrebe 45 befestigt. Die Längsstrebe 45 weist
dabei beispielsweise drei Befestigungspunkte 51 auf, die
in 5 näher dargestellt sind. Diese Befestigungspunkte 51 werden durch
Befestigungslaschen 52, 53, 54 gebildet,
welche bei der Herstellung der Längsstrebe 45 und Querstrebe 46 als
Profilelement ausgebildet werden. Beispielsweise wird ein plattenförmiges
Blechmaterial gemäß der in 6 dargestellten
Form ausgestanzt, wodurch im Endbereich drei Befestigungslaschen 53, 54 ausgebildet
sind. Diese werden jeweils um 90° gekantet, bevor die weiteren
Abschnitte 56, 57 zum mittleren Abschnitt 58 gekantet
werden, um ein C-förmiges oder kastenförmiges
Profilelement herzu stellen. Die Befestigungslaschen 52 und 54 werden
dabei jeweils nach außen gebogen, so dass diese Befestigungslaschen 52, 54 ebenfalls
an der Seitenwand des zu verbindenden Profilelementes angreifen.
Die mittlere Befestigungslasche 53 wird quasi nach innen
gebogen, so dass diese Befestigungslasche 53 zwischen den
beiden mittleren Abschnitten 56 und 57 liegt.
Dadurch wird eine quasi geschlossene Anlagefläche oder
Befestigungsfläche des Profilelementes als Längsstrebe 45 zum
Querträger 43 geschaffen. Analoges gilt für
die Querstrebe 46. Die Längs- und Querträger 42, 43 sind
ebenfalls als Profilelemente gemäß 6 ausgebildet. Dabei
können anwendungsspezifisch auch nur eine Befestigungslasche 53 oder
auch nur zwei Befestigungslaschen 53, 54 oder 52, 53 vorgesehen
sein.
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Alternativ
zu der vorbeschriebenen Ausführungsform der Längs-
und Querträger 42, 43 und Längs-
und Querstreben 45, 46 aus einem Metallmaterial
können diese Träger auch aus Kunststoff oder einem
Kunststoffverbundmaterial hergestellt sein. Dabei können
Einzelelemente ebenfalls durch Profile ausgebildet werden. Alternativ
kann eine solche Reflektoraufnahme 22 auch als ein Bauteil
aus Kunststoff gespritzt oder gepresst werden. Bevorzugt sind dabei
Einlegeteile vorgesehen, die eine zusätzliche Aussteifung
und Festigkeit des Rahmens ermöglichen. Ebenso können
faserverstärkte Kunststoffe oder einzelne Laminierungen
vorgesehen sein, um die Festigkeit zu erzielen. Alternativ können
auch einzelne Elemente einteilig aus Kunststoff ausgebildet werden,
die dann zu einer Reflektoraufnahme 22 durch Schweißen,
Löten, Kleben, Nieten oder dergleichen verbunden werden.
Auch die Kombination von Metall- und Kunststoffprofilelementen zur
Herstellung des Reflektorrahmens 22 ist möglich.
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Die
als Profilelemente ebenfalls hergestellten Längsstreben
und Querstreben 45, 46 weisen ebenfalls eine Auflagefläche 47 zur
Aufnahme des Reflektors 23 auf. Dies ist beispielsweise
in 4 dargestellt. Der Reflektor 23 liegt
mit einem seitlichen Randbereich am Querträger 43 und
gegenüberliegend an der Querstrebe 46 auf. In
der Draufsicht gesehen liegt der Reflektor 23 ebenfalls
an der Längsstrebe 45 und am Längsträger 42 auf.
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Zur
Befestigung des Reflektors 23 ist vorgesehen, dass dieser
bei der Auflage auf einem Längsträger 42 und/oder
Querträger 43 über Befestigungselemente 61 niedergehalten
ist, die bevorzugt als Befestigungswinkel ausgebildet sind. Im Ausführungsbeispiel
gemäß 4 ist beispielsweise ein L-förmiger
Befestigungswinkel vorgesehen, der ebenfalls über einen
Befestigungspunkt 51 zum Querträger 43 befestigt
ist. Dieser Befestigungspunkt 51 wie auch die weiteren
Befestigungspunkte können eine Schweißverbindung,
insbesondere Punktschweißung, oder eine Nietverbindung
sein.
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Die
an den Längs- und/oder Querstreben 45, 46 aufliegenden
Randbereiche der Reflektoren 23 werden über ein
Befestigungselement 63 niedergehalten. Dieses Befestigungselement 63 gemäß 4 ist
bevorzugt als Halteelement ausgebildet und weist einen Befestigungskopf 65 auf,
der an einer Außenseite des beziehungsweise der benachbarten Reflektoren 23 angreift.
Ein Zapfen 66 des Befestigungselementes 63 durchdringt
eine Ausnehmung 67 in der Längstrebe 45 und
Querstrebe 46, so dass ein am Zapfen 66 angeordnetes
Sicherungselement 68 eine feste Anordnung des Befestigungselementes 63 zur
Längs- und Querstrebe 45, 46 ermöglicht. Durch
diese Befestigung wird ermöglicht, dass der Reflektor 23 zur
Auflagefläche 47 niedergehalten wird, jedoch in
der Ebene der Auflagefläche 47 nicht fest verankert
ist. Dadurch kann ein Ausgleich von Wärmedehnung zwischen
dem Reflektor 23 und der Reflektoraufnahme 22 erfolgen.
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Eine
alternative Ausführungsform sieht vor, dass das Befestigungselement 63 als
selbstsicherndes Rast- oder Clipelement ausgebildet ist. Anstelle des
Sicherungselementes 68 ist ein Verhakungs- oder Verkrallungselement
vorgesehen. Dadurch wird das Rast- oder Clipelement zur Fixierung
des Reflektors 23 zur Reflektoraufnahme 22 lediglich
aufgesteckt und eine selbstsichernde Anordnung geschaffen, wodurch
der Montageaufwand noch weiter vereinfacht werden kann.
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Die
Reflektoraufnahme 22 gemäß 3 zeigt
des Weiteren eine Diagonaltraverse 71, welche sich von
einem Eckbereich zum anderen erstreckt. Im Eckbereich 72 ist
die Diagonaltraverse 71 feststehend ange ordnet. Im gegenüberliegenden
Eckbereich 73 umfasst die Diagonaltraverse 71 ein
Verstellelement, insbesondere eine Spindel, wodurch ermöglicht
wird, dass eine Verkürzung der Diagonalen des Rahmens 41 einstellbar
ist, so dass der Eckbereich 73 gegenüber dem Eckbereich 72 zumindest eine
Krümmungsbewegung durchführt. Dadurch kann eine
Einstellung der Krümmung des Rahmens 41 und somit
eine Reflektorwölbung erfolgen, um die Vorrichtung 11 auf
den tatsächlichen Abstand zum Absorber bezüglich
der Reflexionslage anzupassen.
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Die
in 3 dargestellte Reflektoraufnahme 22 wird
dabei derart zum Tragrahmen 17 befestigt, dass die Eckbereiche 72 im
Zentrum der gesamten Reflektorfläche vorgesehen sind, so
dass die Eckbereiche 73, 74 jeweils die äußeren
Eckbereiche bilden, die unmittelbar am Tragrahmen 17 befestigt
sind.
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Des
Weiteren sind die an der Reflektoraufnahme 22 im Randbereich
und einander gegenüberliegend angeordneten Eckbereiche
der Reflektoraufnahmen 22 durch eine Verbindungseinrichtung 81 (siehe 2)
miteinander verbunden. Diese Verbindungseinrichtung 81 koppelt
die einander gegenüberliegenden Eckbereiche zueinander,
so dass diese bevorzugt in einer gleichen Ebene liegen. Darüber
hinaus umfasst diese Verbindungseinrichtung 81 ein Stellelement,
insbesondere in Form einer Spindel, die mit dem Träger 20 gekoppelt
ist, so dass bei der Einjustierung der Fokuslage des Heliostaten 11 auch diese
Eckbereiche einjustiert werden können, um somit alle durch
den Träger 20 aufgenommenen Reflektoren 23 in
einer Art Schüsselform auszurichten, deren Neigung sich
in Abhängigkeit des Abstandes zum Absorber des Solar-Turmkraftwerkes
bestimmt. Gleichzeitig kann durch diese Verbindungseinrichtung 81 eine
versteifte Anordnung der einzelnen Reflektoraufnahmen 22 zueinander
geschaffen werden.
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Zur
weiteren Einstellung der Neigung der Reflektoren 23, welche über
die Diagonaltraverse 71 eingestellt wird, ist des Weiteren
im mittleren Bereich der Reflektoraufnahme 22 eine Stelleinrichtung 83 vorgesehen.
Hierbei handelt es sich bevorzugt wiederum um einen Spindelantrieb.
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Dadurch
kann eine zusätzliche Neigungseinstellung der Reflektoraufnahme 22 ermöglicht
werden.
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Durch
die Ausgestaltung der Reflektoraufnahme 22 sowie der Befestigungselemente 63 und Befestigungswinkel 61 wird
ermöglicht, dass sowohl herkömmliche Reflektoren,
die beispielsweise aus einer 4 mm starken Glasplatte mit einer reflektierenden Silberschicht
und einer darauf aufgebrachten Schutzschicht bestehen, aufgenommen
werden können als auch sogenannte Verbundreflektoren, welche
aus einer Kunststoffplatte bestehen, auf welche eine Silberfolie
aufgedampft oder aufgeklebt ist, die wiederum mit einer sehr dünnen
Schutzschicht, insbesondere einer dünnen Glasplatte, abgedeckt
ist.
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Durch
die Herstellung der Reflektoraufnahme aus Profilelementen aus Blech
kann darüber hinaus eine stabile und verwindungssteife
Leichtbauweise erzielt werden, die verzugsfrei ist und eine ebene
Auflagefläche für den Reflektor beziehungsweise die
Reflektoren bildet, wobei die Reflektoraufnahme zusätzlich
noch mit einer Kippbewegung oder einer Krümmung beaufschlagt
werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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U1 [0002]