DE4116894A1 - Steuereinheit zur erzeugung von nachfuehrsignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinheit zur Erzeugung von Nachführsignalen, insbesondere zur Steuerung fokussierender Kollektoranlagen.

In Gebieten mit einer hohen Sonneneinstrahlung gewinnen prak­ tikable Lösungen zur Nutzung der Sonnenenergie zunehmend an Bedeutung. Für einen weiteren Durchbruch in der Anwendung der Sonnenenergie, insbesondere für Insellösungen, ist es notwen­ dig, solche Lösungen bereitzustellen, die einen vertretbaren Investitionseinsatz gewährleisten.

Während bei Großanlagen eine computergesteuerte Nachführung als durchaus vertretbar erscheint, kommt dieses aus Kosten­ gründen, insbesondere für kleinere Insellösungen nicht in Be­ tracht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuer­ einheit zur Erzeugung von Nachführsignalen, insbesondere zur Steuerung fokussierender Solarkollektoranlagen zu schaffen, die mit einem geringen Aufwand verbunden ist und dennoch eine sichere Erzeugung von Nachführsignalen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Steuereinheit zur Erzeugung von Nachführsignalen, insbesondere zur Steuerung fokussierender Sonnenkollektoranlagen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sie einen mechanischen und einen elektronischen Teil umfaßt und daß bei dem mechanischen Teil auf einer Fläche, die senk­ recht zur Sonneneinstrahlung steht, ein kreuzprofilförmig ausgebildeter Stab senkrecht angeordnet ist und daß am unteren Ende des Stabes in deren Ecken auf der Fläche je­ weils eine Fotodiode angeordnet ist und daß jeweils gegen­ überliegende Fotodioden vorzugsweise diagonal gegenüber­ liegende Fotodioden als ein Paar verschaltet sind.

Der Vorteil dieser Lösung ist insbesondere darin zu sehen, daß die Kosten für die notwendige Nachführung der Solarkol­ lektoranlagen durch die vorstehend beschriebene Steuereinheit in vertretbaren Grenzen liegen und dadurch die Nutzung der Sonnenenergie zur Gewinnung z. B. von elektrischer Energie oder von Wärmeenergie auch für Insellösungen wirtschaftlicher wird.

Jeweils gegenüberliegende Fotodioden in dem kreuzprofilförmig ausgebildeten Stab bilden ein Paar. Ist z. B. die linke Foto­ diode abgeschattet, so entsteht eine Spannungsdifferenz. Diese Spannung wird über bekannte Schaltungen verstärkt oder umge­ wandelt, so daß sie zum Antrieb eines Motors verwendbar ist. Der Motor dreht sich in diesem Fall so lange, bis die Spannungsdifferenz null ist. Dieses ist dann der Fall, wenn beide Fotodioden dieselbe Beleuchtung, z. B. durch Sonnenein­ strahlung, erfahren. Fällt z. B. auf die rechte Fotodiode ein Schatten durch den kreuzprofilförmig ausgebildeten Stab, so entsteht ein Differenzspannung der umgekehrten Polarität, so daß sich der Motor in entgegengesetzter Richtung dreht.

Analog gilt dieses für die obere und untere Fotodiode, also die Neigung der Fläche, so daß über die gewählte Schaltung eine zweiachsige Nachführung mit diesem System wirtschaftlich realisiert werden kann.

Die Einrichtung zeichnet sich also in einer weiteren Ausge­ staltung dadurch aus, daß zur Nachführung des Systems die auftretende Spannungsdifferenz zwischen zwei Fotodioden zur Steuerung der Motoren verwendet wird.

Schließlich besteht ein weiteres Merkmal der Erfindung darin, daß den paarweise verschalteten Fotodioden jeweils den Kol­ lektor in zwei Ebenen verschwenkbare Motoren zugeordnet sind.

Damit ist ein Nachführen der Sonnenkollektoren durch die erfindungsgemäße Lösung auch in zwei Achsen möglich.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im Prinzip beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Fläche mit der kreuzprofilförmigen Ausbildung des Stabes und den Fotodioden in Draufsicht;

Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Darstellung in einer Seiten­ ansicht.

Die Steuereinheit zur Erzeugung von Nachführsignalen, insbesondere zur Steuerung fokussierender Kollektoranlagen umfaßt als mechanischen Teil eine Fläche 1, die senkrecht zur Sonneneinstrahlung ausgerichtet ist. Auf dieser Fläche 1 ist ein kreuzprofilförmig ausgebildeter Stab 2 senkrecht angeord­ net. In den unteren Ecken dieses Stabes 2 ist jeweils auf der Fläche 1 eine Fotodiode 3 angeordnet. Die angedeuteten Pfeile kennzeichnen die Sonneneinstrahlung S.

Für den Antrieb der Fläche 1 in zwei Achsen werden bekannte Motoren verwendet, die über eine auftretende Spannungsdiffe­ renz zwischen den Fotodioden 3 gesteuert werden. Je nach dem, ob die Spannungsdifferenz positiv oder negativ ist, erfolgt die Drehrichtung des Motors so lange, bis die Spannungsdiffe­ renz null ist.

Die Häufigkeit der Bewegung der Fläche 1 hängt im wesentli­ chen vom Durchmesser der Fotodioden 3 und von der Länge des kreuzprofilförmig ausgebildeten Stabes 2 ab.

Claims (4)

1. Steuereinheit zur Erzeugung von Nachführsignalen, insbesondere zur Steuerung fokussierender Kollektor­ anlagen, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen mecha­ nischen und einen elektronischen Teil umfaßt und daß bei dem mechanischen Teil auf einer Fläche (1), die senkrecht zur Sonneneinstrahlung ausgerichtet ist, ein kreuzprofilförmig ausgebildeter Stab (2) senkrecht angeordnet ist und daß am unteren Ende des Stabes (2) in deren Ecken auf der Fläche (1) jeweils eine Fotodiode (3) angeordnet ist und daß jeweils gegenüberliegende Fotodioden (3) als ein Paar in einer zugehörigen elek­ tronischen Schaltung verschaltet sind.

2. Steuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils diagonal gegenüberliegende Fotodioden (3) als ein Paar in einer zugehörigen elektronischen Schal­ tung verschaltet sind.

3. Steuereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Nachführung des Systems die auftretende Spannungsdifferenz zwischen zwei Fotodioden (3) zur Steuerung der Motoren verwendet wird.

4. Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den paarweise geschalteten Fotodioden (3) jeweils den Kollektor in zwei Ebenen verschwenkbare Motoren zugeordnet sind.