DE3131263C1 - Verfahren zur Herstellung eines gekrümmten Reflektors - Google Patents

Description

• Hierdurch ist auch die Endmontage, also die Fixierung der Verbindungselemente mit der Tragstruktur sehr umproblematisch. Das gespannte Reflektorelement und die Tragstruktur werden relativ zueinander gehalten derart, daß die Verbindungselemente allseitig mit Spiel in die Löcher der Tragstruktur hineinragen und zwar solange, bis die in den Spalt zwischen den Verbindungs- elementen und der Lochwandung eingegossene Masse ausgehärtet ist. Die Tragstruktur ist dabei frei auf Distanzstücken aufgelegt, so daß keine Rückstellkräfte während der Aushärtung auf die Tragstruktur eingeleitet werden. Bei herkömmlichen Verfahren sind derartige Rückstellkräfte nicht vermeidbar.
• Ein durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellter Reflektor weist nur minimale Spannungen auf, so daß keine Verzerrungen in der Reflektorkrümmung eingebaut werden. Als Verbindungsmasse kann vorzugsweise Epoxidharz oder andere zwei Komponenten-Klebstoffe verwendet werden.
• Hierfür ist keine Tragstruktur hoher Formgenauigkeit oder mit einer der Reflektorkrümmung entsprechenden Auflagefläche erforderlich. Selbst die Lage der mit Übermaß ausgearbeiteten Löcher zur Aufnahme der Verbindungselemente bedarf keiner engen Toleranz.
• Gemäß einer fertigungstechnisch sehr einfachen Ausführung der Erfindung können die lagefixierbaren Verbindungselemente jeweils stiftartig ausgebildet sein, die mit Spiel in eine Bohrung oder eine Hülse der Tragstruktur hineinragen, wobei der Raum zwischen Stift und Bohrung bzw. Hülse mit der aushärtenden Masse vergossen ist. Diese Ausführung ist besonders für sphärisch gekrümmte Reflektorelemente geeignet Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die lagefixierbaren Verbindungselemente jeweils als langgestreckte gerade oder gekrümmte Leisten ausgebildet, die in entsprechende Nuten der Tragstruktur mit Spiel hineinragen, wobei jeweils der Spalt zwischen Leiste und Nut mit der aushärtenden Masse vergossen ist.
• Als Leisten ausgebildete Verbindungselemente dienen gleichzeitig als Versteifung für das Reflektorelement Die Versteifung erfolgt bei zylindrischen Reflektoren vorteilhaft mittels geradlinigen Leisten entlang der Mantellinien und bei sphärisch gekrümmten Reflektoren entlang von konzentrischen Kreislinien. Im letzten Fall nehmen die Leisten eine Ringform an.
• Für die Tragstruktur kann eine gewichtsmäßig leichte Struktur aus miteinander verbundenen Verstrebungen oder profilierten Blechpreßteilen vorgesehen sein. Bei Bedarf ist es aber auch möglich, eine plattenförmige Tragstruktur zu verwenden.
• In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung schematisch dargestellt Es zeigt F i g. 1 eine perspektivische Rückansicht eines sphärisch gekrümmten Reflektors, Fig. 2 einen Schnitt aus Fig. 1, F i g. 3 eine Rückansicht eines zylinderparabolisch gekrümmten Reflektors und F i g. 4 einen Querschnitt aus F i g. 3.
• In F i g. 1 ist ein sphärischer Reflektor 10 mit einem Krümmungsradius zwischen 100 und 1000 m für eine Sonnenenergie-Anlage gezeigt, der die auf die Aktivfläche einfallenden Sonnenstrahlen 11 auf einen Brennfleck 12 reflektiert Der Reflektor 10 besteht aus einem flächigen Reflektorelement 13, das elastisch gekrümmt von einer aus Verstrebungen 14 bestehende Tragstruktur getragen wird.
• Wie F i g. 2 zeigt, sind die Verstrebungen 14 entweder als volle Streben 14' oder als Profilteile 14" ausgebildet.
• Das Reflektorelement 13 ist mit den Verstrebungen 14 mittels Verbindungselementen 16 befestigt, die in F i g. 2 näher gezeigt sind.
• Die Befestigungselemente 16 bestehen aus einem Stift 17, der mit einer Anschlußscheibe 18 an das Reflektorelement 13 angeklebt oder angeschweißt ist Der Stift 17 ragt in eine Bohrung 19 der Strebe 14' hinein und ist mit einer ausgehärteten Masse 20 mit der Strebe 14' verbunden. Im Falle der profilierten Streben 14" ist das erforderliche Loch 22 zur Aufnahme des Stiftes 17, der Hohlraum einer mit der Strebe 14" befestigten Hülse 23.
• Anstelle einzelner stiftförmiger Verbindungselemente können auch ringförmige Leisten (in F i g. 1 gestrichelt dargestellt) vorgesehen sein.
• Als Reflektorelement kann beispielsweise eine verspiegelte Glasscheibe 13' oder ein Verbundglasspiegel 13" verwendet werden.
• In F i g. 3 ist ein zylinderparabolisch gekrümmter Reflektor 30 gezeigt, der mit einer als Platte ausgebildeten Tragstruktur 31 befestigt ist In diesem Fall sind als Verbindungselemente langgestreckte Leisten 32 vorgesehen, die mit dem Refiektorelement 30 entlang dessen Zylindermantellinien verbunden sind.
• Die einzelne Leiste 32 ragt mit Spiel in eine entsprechende Nut eines Profilstückes 34 hinein, das mit der hohlen Platte 31 verbunden ist Der Zwischenraum zwischen der Leiste 32 und dem Profilteil 34 ist mit einer ausgehärteten Masse 35 ausgefüllt, die die Leiste 32 in einer bestimmten Lage relativ zur Tragstruktur 31 fixiert Das in F i g. 4 der Übersicht halber betont gekrümmt dargestellte Reflektorelement 30 wird für die Montage auf eine Negativform 40 aufgelegt, deren obere Fläche 41 die Negativform der gewünschten Reflektoraktivfläche hat Danach werden die Verbindungselemente 32 auf die Reflektorrückseite aufgeklebt. Die Tragstruktur wird anschließend unter Zwischenlegung von Distanzstücken 42 über das Reflektorelement 30 gelegt derart, daß die Verbindungselemente 32 in die jeweiligen Nuten 33 hineinragen, jedoch ohne das Profilelement 34 zu berühren. Die Distanzstücke 42 dienen dazu, die Tragstruktur 31 mit einem gewissen Abstand 43 vom Reflektorelement 30 zu halten. Vor dem Vergießen der härtbaren Masse 35 in die Profilelemente 34 werden die Ränder des Reflektorelementes 30 an die Fläche 41 der Form 40 gedrückt, was zB. durch Auflegen von entsprechenden Gewichten 45 geschehen kann. In dieser Stellung verbleibt die Vorrichtung bis zur endgültigen Aushärtung der Masse 35.
• - Leerseite -

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines gekrümmten Reflektors, bei dem ein elastisch verformbares Reflektorelement auf eine Negativform gedrückt und mit einer Tragstruktur befestigt wird, d a -durch gekennzeichnet, daß an die Rückseite des Reflektorelementes (30) mehrere Verbindungselemente (32) befestigt werden, daß die mit Löchern oder Nuten (33) oder Zapfen versehene Tragstruktur (31) über das auf die Form (40) gedrückte Reflektorelement, ohne das Reflektorelement zu berühren, gelegt wird, daß die Verbindungselemente jeweils in die Löcher oder Nuten hineinragen oder die Zapfen umschließen und daß jeweils der Spalt zwischen Verbindungselement und Lochwandung oder Zapfen mit einer aushärtenden Masse (35) vergossen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungselemente langgestreckte, gerade oder gekrümmte Leisten (32) verwendet werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungselemente Hülsen oder Leisten mit Bohrungen oder Nuten zur Aufnahme von mit der Tragstruktur verbundene Zapfen verwendet werden.
4. 4 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungselemente (16) Stifte verwendet werden, die jeweils in eine Bohrung (19, 22) der Tragstruktur (14) hifleinragen.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Tragstruktur (14) ein Rahmen mit Verstrebungen (14'), insbesondere profilierten Blechpreßteilen (14") verwendet wird.

   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines gekrümmten Reflektors, bei dem ein elastisch verformbares Reflektorelement auf eine Negativform gedrückt und mit einer Tragstruktur befestigt wird.

   Reflektoren dieser Art werden insbesondere für Solarenergie-Nutzungsanlagen verwendet. Dabei werden eine bestimmte Anzahl gekrümmter Reflektoren auf einem sogenannten Heliostaten zusammengefaßt und so zueinander justiert, daß sie das Sonnenlicht auf einen gemeinsamen Brennfleck reflektieren.

   In großen Solarturm-Kraftwerken ist es vorgesehen, weit über 1000 Heliostaten einzusetzen, deren Reflektoren auf dem Felde einzeln zu montieren und zu justieren sind. Man ist daher bestrebt, die Anzahl der Reflektoren pro Heliostat klein zu halten, d. h. die Reflektoreinheit zu vergrößern. Aus Grunden der Reflektrorreinigung sind wenige, größere Reflektoren pro Heliostat ebenfalls vorteilhafter als viele kleinere Einheiten.

   Ein Verfahren zur Herstellung eines Reflektors der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der DE-OS 2T 38 665 bekannt Hierbei handelt es sich um einen elastisch gekrummten Spiegel, der in eine als steife Form ausgebildete gewölbte Platte oder gekrumme Träger gepreßt und verbunden wird Das Spiegelelement nimmt dabei die zylindrische oder sphärische Krümmung der steifen Form an. Nachteilig hierbei ist jedoch, daß die Tragstruktur für das Reflektorelement sehr genau gearbeitet sein muß, da sie die optische Genauigkeit des Reflektors bestimmt.

   Abgesehen von den hohen Fertigungskosten ist diese Ausführung insbesondere für sehr große Spiegel mit hoher optischer Genauigkeit sehr aufwendig.

   In der GB 20 91 031 ist ein Verfahren zur Herstellung von großen Reflektoren beschrieben, die jeweils aus mehreren auf einer gekrümmten Tragstruktur zusammengefaßten Spiegelelementen bestehen. Die rechtekkigen Spiegelelemente werden jeweils mit ihren Längsseiten in elastische Halter eingeklemmt. Die Segmentierung des Reflektors verschlechtert jedoch den Wirkungsgrad des Reflektors, so daß damit keine effektive Reduzierung der Zahl von Heliostaten im Reflektorfeld möglich ist.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren er eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem großflächige und fertigungstechnisch einfach herstellbare Reflektoren mit hinreichend optischer Genauigkeit hergestellt werden können.

   Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an die Rückseite des Reflektorelementes mehrere Verbindungselemente befestigt werden, daß die mit Löchern oder Nuten oder Zapfen versehene Tragstruktur über das auf die Form gedrückte Reflektorelement, ohne das Reflektorelement zu berühren, gelegt wird, daß die Verbindungselemente jeweils in die Löcher oder Nuten hineinragen die Zapfen umschließen und daß jeweils der Spalt zwischen Verbindungselement und Lochwandung oder Zapfen mit einer aushärtenden Masse vergossen wird.

   Dieses Verfahren zeichnet sich durch sehr einfache, schnell durchführbare Verfahrensschritte aus, bei denen keine hohe Sorgfalt zur Erlangung der möglichst formgenauen optischen Aktivfläche des Reflektors bei deren Montage erforderlich ist Das Reflektorelement wird als ebene Platte hergestellt. Getrennt davon wird die Tragstruktur zusammengebaut und mit relativ großen Löchern, Vertiefungen oder Nuten zur Aufnahme der Verbindungselemente versehen. Die Montage kann auch ohne Schwierigkeiten direkt am Ort der Inbetriebnahme der Reflektoren durchgeführt werden.

   Hiermit lassen sich in einer fertigungstechnisch sehr einfachen Weise Reflektoren herstellen, bei denen das Reflektorelement unabhängig von dessen Größe mit gewünschter Formgenauigkeit gehalten werden kann.

   Zwischen dem Reflektorelement und der Tragstruktur sind die Verbindungselemente über das Reflektorelement verteilt und einseitig mit dem Reflektorelement verbunden. Die Fixierung dieser Verbindungselemente in der Tragstruktur erfolgt als letzter Verfahrensschritt, bei dem das Reflektorelement mit einer entsprechenden Vorrichtung in der gewünschten Krümmung gehalten wird, während die Verbindung zwischen dem jeweiligen Verbindungselement und der Tragstruktur durch Verguß mit einer Masse, die unter Bildung einer festen Klebverbindung aushärtet, hergestellt wird.

   Für die Tragstruktur sind keine engen Toleranzen notwendig. Die erforderliche Krümmung für eine optische, möglichst genaue Aktivfläche wird mit der Negativform erzeugt, auf die das Reflektorelement während der Dauer der Endmontage gedrückt wird.