WO2012025184A2 - Antriebsmodul für ein solarwärmekraftwerk mit integriertem winkelsensor - Google Patents

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WO2012025184A2
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Stephan Herzig
Ralf Hübner
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a drive module preferably of the Fresnel type for a solar thermal power plant according to the preamble of patent claim 1.
  • a solar thermal power plant or solar thermal power plant is a solar power plant that uses the heat of the sun via absorbers as its primary source of energy.
  • Solar thermal power plants achieve higher efficiencies and usually lower specific investments than photovoltaic systems, depending on the design, but have higher operating and maintenance costs and require a certain minimum size.
  • the collector field of a solar power plant preferably consists of many parabolic trough or Fresnel collectors connected in parallel, so-called line concentrators.
  • a heat transfer medium is heated, either thermal oil or superheated steam.
  • thermal oil systems temperatures of up to 390 ° C can be reached, which are used in a heat exchanger for steam generation.
  • the steam is then supplied as in a steam power plant of a centrally located steam turbine, which is coupled to a generator.
  • the particular advantage of this type of power plant is the conventional, relatively readily available technology.
  • parabolic trough collectors consist of arched mirrors that concentrate the sunlight onto an absorber tube running in the focal line. Depending on the type of construction, the length of such collectors is between 20 and 150 meters. In the absorber tubes, the concentrated solar radiation is converted into heat and released to a circulating heat transfer medium.
  • the parabolic troughs are usually only uniaxially tracked the sun for cost reasons. They are therefore arranged in a north-south direction and track the sun during the course of the day from east to west.
  • a solar tower power plant also called a central receiver power plant, is mostly a steam power plant with solar steam generation.
  • the combustion chamber which was previously fired with oil, gas or coal, is replaced by a solar "combustion chamber” on a tower, and in sunlight, hundreds to thousands of automatically positioned mirrors (heliostats) aim to reflect sunlight onto the central absorber (receiver) Due to the strong concentration of solar radiation, temperatures rise to several 1,000 ° C at the top of the tower The technically feasible temperatures are around 1,300 ° C. The temperature values and the resulting thermodynamic efficiency are thus significantly higher than for solar power plants.
  • the heat transfer medium used is either liquid nitrate salt, water vapor or hot air.
  • the heat transfer medium in the receiver is heated up to 1000 ° C and then used for steam generation. This drives a turbine.
  • the steam must be like a
  • Fresnel mirror collectors A further development of the parabolic troughs are so-called Fresnel mirror collectors. With them, the sunlight is focused on several parallel to the ground parallel, not arched or slightly curved mirror strips (according to the principle of a Fresnel lens) on an absorber tube. The strips are tracked uniaxially. An additional secondary mirror behind the tube directs the radiation onto the focal line.
  • this design combines the functional principles of parabolic trough collectors and tower power stations with one another, omitting both domed mirrors and multi-axis sun tracking systems, and the modular design
  • the Fresnel-typical uniaxial tracking system with an (electric / hydraulic) drive for tracking the Mirror strips equipped according to the current position of the sun the additional one
  • Encoder is attached.
  • this angle sensor is arranged on a central drive shaft for the mirror strips and with the drive or its
  • the invention is in the light of this state of the art, the object of a solar thermal power plant and in particular a solar power plant Fresnelbauart
  • a drive module of a Fresnel mirror collector is proposed with a preferably electric (or hydraulic) motor, which is coupled via a reduction gear with a mirror drive shaft.
  • An angle sensor is integrated in the drive module. This reduces wiring to connect the angle sensor to the drive and the installation of the drive is simplified, since only the drive module with the respective mirror collector must be coupled.
  • One aspect of the invention provides that the angle sensor is placed in the reduction gear of the drive module, preferably on the output shaft or a fixed to the output shaft output pinion of the reduction gear. Accordingly, the angle signals corresponding exactly to the angular position of the mirror collector connected thereto and therefore no longer have to be converted according to the reduction ratio of the transmission.
  • Another aspect of the invention provides for the arrangement of a module housing within which the angle sensor is housed. This eliminates the need for a separate sensor housing and protects the sensor against damage.
  • the angle sensor has a permanent magnet which is fixed on the output shaft or the output pinion of the reduction gear and has an inductive Signalaufillon, which is opposite to the permanent magnet is preferably placed on the module housing. This reduces the mounting components for the angle sensor and the assembly effort is also smaller.
  • the inductive signal sensor is seated on an electronic circuit board, which in turn is mounted on the module housing.
  • the module housing has a housing cover, on which the electronic circuit board is mounted.
  • an electrical connection for the power supply of the motor and / or the printed circuit board and preferably for the transmission of sensor signals to a central control on the housing cover is formed or arranged. The electrical contacts can thus also be closed outside the housing, whereby the work required for this is significantly facilitated.
  • Fig. 1 shows the basic structure of a Fresnel collector system with drive modules according to the preferred embodiment of the invention
  • Fig. 2 shows the basic structure of a drive module according to the invention.
  • a Fresnel collector system according to the preferred embodiment of the invention has a central solar tower 1, on which in the upper end region of an absorber tube 2 is mounted.
  • the absorber tube 2 extends substantially horizontally and is made of a thermally conductive fluid or water
  • a secondary reflector 4 is arranged, which deflects the, the absorber tube missing, radiation back to the absorber tube.
  • the Fresnel collector system according to FIG. 1 has a supporting frame 6, preferably made of welded-together, screwed and / or inserted profile elements. and / or truss girders 8, which extend below the solar tower 1 in the transverse direction to the absorber tube 2 and are mounted rotatably in the parallel spaced Fresnel mirror strips 10 at a certain vertical distance to the ground and to the absorber tube 2.
  • a plurality of articulation points not shown are arranged on the support frame 6, in which parallel spaced rotary shafts 12 are rotatably mounted.
  • the Fresnel mirror strips or simply linear mirrors 10 are fixed in the manner of a flight on the rotary shafts 12 in such a way that they span a common plane.
  • Parallel distance of the rotary shafts 12 is chosen so that the mirror 10 just can not touch during rotation about the rotary shaft 12.
  • a drive module 14 is arranged at the end, which are each fixed to the support frame 6 and whose respective output / output shaft 16 is coupled to the associated rotary shaft 12.
  • Each drive module 14 consists essentially of a drive motor 18, preferably an electric motor (DC motor) or a hydraulic motor whose output shaft 20 is coupled to a reduction gear 22 (of large reduction). 2, the transmission 22 is designed as a spur gear - but it may also be a planetary or Cycloidengetriebe.
  • the gear 22 and preferably also the drive motor 18 are housed in a common odulgereheatuse 24, which is made in the present case of an aluminum die-cast.
  • the housing 24 forms a kind of receptacle, which is closed by a housing cover 26, wherein on one side of the receptacle preferably relative to the housing cover 26, the output shaft 16 of the respective drive module 14 protrudes from the housing 24.
  • a permanent magnet 28 is mounted, such that it faces the housing cover 26.
  • An inductive angle sensor 30 is placed on the housing cover 26, ie on its inside.
  • an electrical circuit board or printed circuit board 32 on which an induction element 34 is soldered, the at Passing through the permanent magnet 28 emits an electrical pulse.
  • the circuit board 32 as well as the motor 18 is connected via electrical cable 36 with an am
  • Housing cover 28 molded or arranged connector 38 or contact pins connected, which protrude into a receiving shaft on the housing cover 28.
  • the motor 18 as well as the angle sensor 30 is supplied with electrical energy and electrical detection and control signals are transmitted between the module 14 and a controller (not shown).
  • Linear mirror 10 and the associated rotary shaft 12 is determined exactly and thus the mirror 10 tracked the course of the sun. Since the angle sensor 30 is located within the module housing 24, this is also protected during installation on the system from damage. It does not have to be additionally wired, as it is completely pre-assembled in the module housing 24 together with the drive motor 18 and the gearbox 22. That after fixing the drive module 14 on the support frame 6 and after the

Abstract

Offenbart wird ein Antriebsmodul eines Fresnel-Spiegelkollektors mit einem vorzugsweise elektrischen Motor, der über ein Untersetzungsgetriebe mit einer Spiegelantriebswelle gekoppelt ist, gekennzeichnet durch einen Winkelsensor, der im Antriebsmodul integriert ist.

Description

Antriebsmodul für ein Solarwärmekraftwerk mit integriertem Winkelsensor
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebsmodul vorzugsweise der Fresnel-Bauart für ein Solarwärmekraftwerk gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Sonnenwärmekraftwerk oder Solarwärmekraftwerk ist ein Solarkraftwerk, das die Wärme der Sonne über Absorber als primäre Energiequelle verwendet. Sonnenwärmekraftwerke erreichen je nach Bauart höhere Wirkungsgrade und meist niedrigere spezifische Investitionen als Photovoltaikanlagen, haben jedoch höhere Betriebs- und Wartungskosten und erfordern eine bestimmte Mindestgröße. Es gibt verschiedene Konzepte für die Nutzung der Sonnenwärme zur Energiegewinnung, die sich in zwei Kategorien einteilen lassen:
- Kraftwerke, welche die Direktstrahlung der Sonne mit Reflektoren auf einem
linearen Absorberrohr bündeln (Parabolrinnen- Linear-Fresnel Kraftwerke)
- Kraftwerke, welche die Direktstrahlung der Sonne mit Reflektoren auf einen
zentralen Receiver konzentrieren (Paraboloide, Solarturmkraftwerke)
Diese Kraftwerke verwenden fokussierende Reflektorflächen, um das einfallende Sonnenlicht auf einen Absorber zu konzentrieren. Die Reflektoren oder der Absorber werden der Sonne nachgeführt. Solarfarmkraftwerke sammeln die Wärme in vielen über die Fläche verteilten Absorbern, während in Solarturmkraftwerken und Päraboloidkraftwerken die Strahlung der Sonne mit Punktkonzentratoren auf einen Brennpunkt gebündelt wird.
l Das Kollektorfeld eines Solarfarmkraftwerkes besteht vorzugsweise aus vielen parallel geschalteten Parabolrinnen- oder Fresnel-Kollektoren, sogenannten Linienkonzentratoren. Im Kollektorfeld wird ein Wärmeträgermedium erhitzt, entweder Thermoöl oder überhitzter Wasserdampf. Bei Thermoölanlagen sind Temperaturen von bis zu 390 °C erreichbar, die in einem Wärmeübertrager zur Dampferzeugung genutzt werden. Die Direktdampferzeugung (DISS = Direct Solar Steam) kommt ohne solche Wärmeübertrager aus, da der überhitzte Wasserdampf direkt in den Absorberrohren erzeugt wird. Damit sind Temperaturen von über 500 °C möglich. Der Wasserdampf wird anschließend wie in einem Dampfkraftwerk einer zentral angeordneten Dampfturbine zugeführt, die an einen Generator gekoppelt ist. Der besondere Vorteil dieses Kraftwerkstyps ist die konventionelle, relativ leicht verfügbare Technik.
Funktionsprinzip eines Parabolrinnenkollektors Parabolrinnenkollektoren bestehen aus gewölbten Spiegeln, die das Sonnenlicht auf ein in der Brennlinie verlaufendes Absorberrohr bündeln. Die Länge solcher Kollektoren liegt je nach Bautyp zwischen 20 und 150 Metern. In den Absorberrohren wird die konzentrierte Sonnenstrahlung in Wärme umgesetzt und an ein zirkulierendes Wärmeträgermedium abgegeben. Die Parabolrinnen werden aus Kostengründen meist nur einachsig der Sonne nachgeführt. Sie sind deshalb in Nord-Süd-Richtung angeordnet und werden der Sonne im Tagesverlauf von Ost nach West nachgeführt.
Schema eines Solarturmkraftwerks Bei einem Solarturmkraftwerk, auch Zentralreceiverkraftwerk genannt, handelt es sich zumeist um Dampfkraftwerke mit solarer Dampferzeugung. Die bislang mit Öl, Gas oder Kohle befeuerte Brennkammer wird durch eine solare„Brennkammer" auf einem Turm ersetzt. Bei Sonnenschein richten sich hunderte bis tausende automatisch positionierende Spiegel (Heliostate) so aus, dass das Sonnenlicht auf den zentralen Absorber (Receiver) reflektiert wjrd. Durch starke Konzentration der Sonneneinstrahlung entstehen an der Spitze des Turms Temperaturen bis zu mehreren 1.000 °C. Die technisch sinnvoll handhabbaren Temperaturen liegen bei rund 1.300 °C. Die Temperaturwerte und der damit erreichbare thermodynamische Wirkungsgrad sind somit deutlich höher als bei Solarfarmkraftwerken. Das verwendete Wärmeträgermedium ist entweder flüssiges Nitratsalz, Wasserdampf oder Heißluft.
Meistens wird die im Absorber entstehende Wärme über ein Dampfturbine und Gasturbine zur Stromerzeugung genutzt. Dafür wird im Receiver das Wärmeträgermedium auf bis zu 1000 °C erhitzt und anschließend zur Dampferzeugung genutzt. Dieser treibt eine Turbine an. Damit diese effizient arbeiten kann, muss der Dampf wie bei einem
Solarfarmkraftwerk gekühlt werden. Zur Kühlung kann bei ausreichendem Vorhandensein Wasser eingesetzt werden. Da dies in Wüstengebieten oft nicht der Fall ist, kommen unter Herabsetzung des Wirkungsgrades auch Trockenkühlanlagen zum Einsatz. Der erzeugte Strom wird in das öffentliche Netz eingespeist. Neben dem Parabolrinnenkraftwerk ist das Solarturmkraftwerk inzwischen ein weiterer, gut entwickelter Anlagentyp, der Solarstrom wirtschaftlich zu Verfügung stellen kann. Fresnel-Kollektoranlagen
Eine Weiterentwicklung der Parabolrinnen sind so genannte Fresnel-Spiegel- Kollektoren. Bei ihnen wird das Sonnenlicht über mehrere zu ebener Erde angeordneten parallele, ungewölbte oder leicht gewölbt Spiegelstreifen (nach dem Prinzip einer Fresnel- Linse) auf ein Absorberrohr gebündelt. Die Streifen werden einachsig nachgeführt. Ein zusätzlicher Sekundärspiegel hinter dem Rohr lenkt die Strahlung auf die Brennlinie.
Diese Bauweise verbindet demzufolge die Funktionsprinzipien von Parabol- rinnenkollektoren und Turmkraftwerken miteinander, wobei sowohl auf gewölbte Spiegel als auch auf mehrachsige Sonnenstandsnachführungen verzichtet wird und der modulare
Aufbau erhalten bleibt. Von der Verwendung der einfacher herzustellenden Spiegelstreifen sind Kostenvorteile zu erwarten. Das Absorberrohr wird im Gegensatz zu den meisten Parabolrinnenkonstruktionen nicht bewegt. So können sehr lange Kollektoren gebaut werden, die durch fehlende Rohrbögen und flexible Verbindungen geringe
Strömungswiderstände für das Wärmeträgermedium aufweisen.
Um insbesondere bei einer Fresnel- Kollektoranlage gemäß vorstehender Definition eine korrekte Ausrichtung der Spiegelstreifen zu gewährleisten, ist das Fresnel-typische einachsige Trackingsystem mit einem (elektrisch / hydraulisch) Antrieb zur Nachführung der Spiegelstreifen nach dem aktuellen Sonnenstand ausgerüstet, dem zusätzlich ein
Winkelgeber beigefügt ist. In der Regel ist dieser Winkelgeber auf einer zentralen Antriebswelle für die Spiegelstreifen angeordnet und mit dem Antrieb bzw. dessen
elektronischer Regelung verkabelt.
Der Erfindung liegt angesichts dieses Stands der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Solarwärmekraftwerk und insbesondere ein Solarkraftwerk der Fresnelbauart
kostengünstiger zu machen. Diese Aufgabe wird durch ein Antriebsmodul des Fresnel-Wärmekraftwerks mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird folglich ein Antriebsmodul eines Fresnel-Spiegelkollektors vorgeschlagen mit einem vorzugsweise elektrischen (oder hydraulischen) Motor, der über ein Untersetzungsgetriebe mit einer Spiegelantriebswelle gekoppelt ist. Ein Winkelsensor ist im Antriebsmodul integriert. Dadurch reduzieren sich Verkabelungen zum Anschließen des Winkelsensors an den Antrieb und die Montage des Antriebs wird vereinfacht, da nur noch das Antriebsmodul mit dem jeweiligen Spiegelkollektor gekoppelt werden muss.
Ein Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der Winkelsensor im Untersetzungsgetriebe des Antriebsmoduls, vorzugsweise an der Ausgangswelle oder einem auf der Ausgangswelle fixierten Abtriebsritzel des Untersetzungsgetriebes platziert ist. Damit entsprechend die Winkelsignale exakt der Winkelposition des daran angeschlossenen Spiegelkollektors und müssen daher nicht mehr entsprechend dem Untersetzungsverhältnis des Getriebes umgerechnet werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht die Anordnung eines Modulgehäuses vor, innerhalb dessen der Winkelsensor untergebracht ist. Damit wird ein eigenes Sensorgehäuse überflüssig und der Sensor wird vor Beschädigung nachhaltig geschützt.
Vorteilhaft ist es hierbei, dass der Winkelsensor einen Permanentmagneten hat, der auf der Ausgangswelle oder dem Abtriebsritzel des Untersetzungsgetriebes fixiert ist sowie einen induktiven Signalaufnehmer hat, der dem Permanentmagneten gegenüberliegend vorzugsweise am Modulgehäuse platziert ist. Damit verringern sich die Montagebauteile für den Winkelsensor und der Montageaufwand wird ebenfalls kleiner.
Ferner sieht ein weiterer Aspekt vor, dass der induktive Signalaufnehmer auf einer elektronischen Leiterplatte sitzt, die wiederum am Modulgehäuse montiert ist. Vorzugsweise hat hierbei das Modulgehäuse einen Gehäusedeckel, an dem die elektronische Leiterplatte montiert ist. Dies hat den Vorteil, dass der Winkelsensor am Gehäusedeckel außerhalb des Modulgehäuses und damit einfach und kostengünstig montiert werden kann. Schließlich ist gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ein elektrischer Anschluss für die Energieversorgung des Motors und/oder der Leiterplatte sowie vorzugsweise zur Übertragung von Sensorsignalen an eine zentrale Steuerung an dem Gehäusedeckel ausgebildet bzw. angeordnet. Die elektrischen Kontakte können somit ebenfalls außerhalb des Gehäuses geschlossen werden, wodurch die hierfür erforderliche Arbeit deutlich erleichtert wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren näher erläutert. Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Fresnel-Kollektoranlage mit Antriebsmodulen gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
Fig. 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Antriebsmoduls gemäß der Erfindung. Gemäß der Fig. 1 hat eine Fresnel-Kollektoranlage gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung einen zentralen Solarturm 1, an dem in dessen oberem Endbereich ein Absorberrohr 2 montiert ist. Das Absorberrohr 2 erstreckt sich dabei im Wesentlichen horizontal und wird von einem wärmeleitenden Fluid oder Wasser
(Wasserdampf) durchströmt. Oberhalb des Absorberrohrs 2 ist ein Sekundärreflektor 4 angeordnet, der die, das Absorberrohr verfehlende, Strahlung, auf das Absorberrohr zurücklenkt.
Des Weiteren hat die Fresnel-Kollektoranlage gemäß Fig. 1 einen Tragrahmen 6 vorzugsweise aus zusammengeschweißten, geschraubten und/oder gesteckten Profil- und/oder Fachwerkträgern 8, die sich unterhalb des Solarturms 1 in Querrichtung zum Absorberrohr 2 erstrecken und in die parallelbeabstandete Fresnel-Spiegelstreifen 10 in einem bestimmten Vertikalabstand zum Boden sowie zum Absorberrohr 2 drehbar eingehängt sind.
Im konkreten sind an dem Tragrahmen 6 eine Mehrzahl von nicht weiter dargestellten Anlenkstellen angeordnet, in denen parallelbeabstandete Drehwellen 12 rotatorisch gelagert sind. An den Drehwellen 12 sind flügeiförmig die Fresnel-Spiegelstreifen oder einfach Linearspiegel 10 fixiert, derart, dass sie eine gemeinsame Ebene aufspannen. Der
Parallelabstand der Drehwellen 12 ist so gewählt, dass sich die Spiegel 10 bei einer Rotation um die Drehwelle 12 gerade nicht berühren können.
An jeder Drehwelle 12 ist stimseitig ein Antriebsmodul 14 angeordnet, die jeweils am Tragrahmen 6 fixiert sind und deren jeweilige Ausgangs-/Abtriebswelle 16 mit der zugehörigen Drehwelle 12 gekoppelt ist. Jedes Antriebsmodul 14 besteht im Wesentlichen aus einem Antriebsmotor 18 vorzugsweise ein Elektromotor (Gleichstrommotor) oder ein Hydraulikmotor, dessen Abtriebswelle 20 mit einem Untersetzungsgetriebe 22 (von großer Untersetzung) gekoppelt ist. Gemäß der Fig. 2 ist das Getriebe 22 als ein Stirnradgetriebe ausgebildet - es kann jedoch auch ein Planeten- oder Cycloidengetriebe sein.
Das Getriebe 22 und vorzugsweise auch der Antriebsmotor 18 sind in einem gemeinsamen odulgehäuse 24 untergebracht, das vorliegend aus einem Aluminium- druckguss gefertigt ist. Das Gehäuse 24 bildet dabei eine Art Aufnahmewanne, die durch einen Gehäusedeckel 26 verschlossen ist, wobei an einer Seite der Aufnahmewanne vorzugsweise gegenüber dem Gehäusedeckel 26 die Ausgangswelle 16 des jeweiligen Antriebsmoduls 14 aus dem Gehäuse 24 herausragt.
An der Ausgangswelle 16 oder einem an der Ausgangswelle 16 drehfest montierten Zahnrad des Untersetzungsgetriebes 22 ist ein Permanentmagnet 28 montiert, derart, dass er dem Gehäusedeckel 26 zugewandt ist.
An dem Gehäusedeckel 26, d.h. an dessen Innenseite ist ein induktiver Winkelsensor 30 platziert. Im konkreten sitzt an der Innenseite des Gehäusedeckels 26 eine elektrische Platine oder Leiterplatte 32, auf der ein Induktionselement 34 aufgelötet ist, das bei Überstreichen durch den Permanentmagneten 28 einen elektrischen Impuls abgibt. Die Leiterplatte 32 wie auch der Motor 18 ist über elektrische Kabel 36 mit einem am
Gehäusedeckel 28 ausgeformten oder angeordneten Stecker 38 oder Kontaktpins verbunden, die in einen Aufnahmeschacht am Gehäusedeckel 28 ragen. Hierüber wird der Motor 18 wie auch der Winkelsensor 30 mit elektrischer Energie versorgt und es werden elektrische Erfassungs- und Steuersignale zwischen dem Modul 14 und einer nicht weiter dargestellten Steuerung übertragen.
Durch den unmittelbar an der Ausgangswelle 16 innerhalb des Modulgehäuses 24 angeordneten Winkelsensors 30 kann die Drehlage (Ausrichtung) jedes einzelnen
Linearspiegels 10 bzw. der zugehörigen Drehwelle 12 exakt bestimmt und somit der Spiegel 10 dem Sonnenverlauf nachgeführt werden. Da sich der Winkelsensor 30 innerhalb des Modulgehäuses 24 befindet, ist dieser auch während der Montage an der Anlage vor Beschädigung geschützt. Er muss nicht zusätzlich verkabelt werden, da er zusammen mit dem Antriebsmotor 18 und dem Getriebe 22 im Modulgehäuse 24 vollständig vormontiert ist. D.h. nach der Fixierung des Antriebsmoduls 14 am Tragrahmen 6 sowie nach der
Ankupplung der Ausgangswelle 16 an der jeweiligen Drehwelle 12 muss nur noch der elektrische Anschluss des Moduls 14 mittels eines entsprechenden Steckers (nicht weiter gezeigt) hergestellt werden.
Bezugszeichenliste
1 Solarturm
2 Absorberrohr 4 Reflektor
6 Tragrahmen
8 Fachwerkträger
10 Spiegelstreifen
12 Drehwelle
14 Antriebsmodul
16 Ausgangswelle
18 Antriebsmotor
20 Abtriebswelle
22 Getriebe
24 Modulgehäuse
26 Deckel
28 Permanentmagnet
30 Winkelsensor
32 Leiterplatte
34 Induktionselement
36 Verkabelung
38 Stecker/Steckdose

Claims

Patentansprüche
1. Antriebsmodul eines Fresnel- Spiegelkollektors mit einem Motor (18), der über ein Untersetzungsgetriebe (22) mit einer Antriebs-Ausgangswelle (16) gekoppelt ist, gekennzeichnet durch einen Winkelsensor (30), der im Antriebsmodul (14) integriert ist.
2 Antriebsmodul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelsensor (30) im Untersetzungsgetriebe (22) des Antriebsmoduls (14) angeordnet ist.
3. Antriebsmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelsensor an der Ausgangswelle (16) oder einem auf der Ausgangswelle (16) fixierten Abtriebsritzel des Untersetzungsgetriebes (22) platziert ist
4. Antriebsmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche gekennzeichnet durch ein Modulgehäuse (24), innerhalb dessen der Winkelsensor (30) untergebracht ist.
5. Antriebsmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Modulgehäuse (24) das gesamte Untersetzungsgetriebe (22) und vorzugsweise auch der Motor (18) untergebracht sind.
6. Antriebsmodul nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelsensor (30) einen Permanentmagneten (28) hat, der auf der Ausgangswelle (16) oder dem Abtriebsritzel des Untersetzungsgetriebes (22) fixiert ist und einen induktiven Signalaufnehmer (34) hat, der dem Permanentmagneten (28) gegenüberliegend
vorzugsweise am Modulgehäuse (24) platziert ist.
7. Antriebsmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der induktive Signalaufnehmer (34) auf einer elektrischen Leiterplatte (32) sitzt, die wiederum am
Modulgehäuse (4) montiert ist.
8. Antriebsmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulgehäuse (24) einen Gehäusedeckel (26) hat, an dem die elektrische Leiterplatte (32) montiert ist.
9. Antriebsmodul nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen elektrischen Anschluss (38) für die Energieversorgung des Motors (18) und/oder der Leiterplatte (32) sowie vorzugsweise zur Übertragung von Sensorsignalen an eine zentrale Steuerung, wobei der Anschluss (38) an dem Gehäusedeckel (26) ausgebildet ist.
10. Antriebsmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Anschluss (38) ein Stecker oder Steckerschacht ist, der integral am Gehäusedeckel (26) ausgeformt oder auf diesen fest montiert ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6440019B1 (en) * 2000-08-17 2002-08-27 The Boeing Company Solar power system drive unit
DE10134937A1 (de) * 2001-07-18 2003-02-06 Bosch Gmbh Robert Getriebe-Antriebseinheit mit Drehzahlerfassung
US6657346B2 (en) * 2001-08-24 2003-12-02 Huang Chuan Pan Device for detecting the rotating speed of a fan motor
DE102005012619A1 (de) * 2005-03-18 2006-09-28 Bühler Motor GmbH Elektrischer Antrieb
KR100842773B1 (ko) * 2008-03-11 2008-07-01 서울마린 (주) 태양광 서보제어 추적장치
US8587170B2 (en) * 2008-05-21 2013-11-19 Siemens Industry, Inc. Actuator arrangement with worm gear and rotational output having an encoder
US20100051086A1 (en) * 2008-08-27 2010-03-04 Keshner Marvin S Redundant array of single axis tracking solar panels

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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