WO2013041548A2 - Spiegelausrichtvorrichtung oder solarturm eines solarturmkraftwerks und zugehörige verfahren sowie solarturmkraftwerk - Google Patents

Spiegelausrichtvorrichtung oder solarturm eines solarturmkraftwerks und zugehörige verfahren sowie solarturmkraftwerk Download PDF

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Thomas Runkler
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    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47—Mountings or tracking

Definitions

  • the invention relates to a mirror alignment device of a solar tower power plant.
  • a solar tower of the solar tower power plant and related methods as well as a solar tower power plant ⁇ are affected.
  • Solar power towers have a central solar tower, but are arranged at the so-called heliostats around or mirror alignment devices around, for example, several hundred or thousand meh ⁇ eral heliostats, usually less than one million.
  • a controller aligns the heliostats so that the sunlight is concentrated on a heater device on the solar tower. For example, a liquid Ar ⁇ beitsmedium is evaporated in the heater and then fed to a turbine to recover electricity.
  • the mirror alignment device or solar tower of a solar tower power plant includes:
  • the transmission unit is expediently a transmitting unit or a receiving unit.
  • the antenna network is, in particular, an antenna pair forming a transmit antenna pair or an antenna network consisting of at least three antennas arranged along a straight line or on a straight line, or the antenna network is an antenna pair forming a receive antenna pair or at least three antenna antennas along a straight line or on one Arranged straight lines, receiving antennas, antennas. It is understood that in advantageous embodiments of the invention, a plurality of transmission units may be provided, such as both a transmitting unit and a receiving unit.
  • the antennas of the antenna composite are conveniently located in or on the same housing or on the same circuit board or support plate.
  • the antennas of the antenna network can have the suitable moving ⁇ che form, particularly printed (so-called Pat ⁇ ches), and / or the same spatial orientation.
  • calibration of the mirror alignment devices should be carried out at regular intervals, in particular at intervals of less than one month, less than one week, or less than one day, but greater than, in particular, one minute.
  • the calibration preferably takes into account the wear of mechanical actuators, the influence of ambient temperature and material changes under temperature changes and changing wind loads, etc.
  • a calibration can always be performed quickly because the angular ⁇ position of the mirror can be detected quickly, for example. Align even without the mirror to a detection field.
  • the transmission unit may be a transmission unit. If the transmitter deü disposed on the mirror alignment device, it is possible to determine the orientation of a mirror at the Spie ⁇ gelausrichtvorides the receiving side, ie
  • the angle data are available in the central location and can be used for a central control or
  • Control of tracking can be used.
  • the angle data may be transmitted back to the mirror alignment devices and used there for decentralized control.
  • the determination of the position of the antenna grouping and thus in particular ⁇ sondere the mirror requires the receiving end only a recom- catch antenna.
  • an antenna network can also be used on the reception side.
  • the transmission unit may include a signal conditioning unit which drives the antennas of the antenna array according to a fixed phase position.
  • a signal which is suitable for Bestim ⁇ mung a first position angle of a mirror at the mirror ⁇ alignment device is, for example, AI
  • Figure 2 illustrates in the DE 10 2009 049 978.
  • the same sub-signal is output via each antenna of the antenna network with phase reset between the sub-signals.
  • a partial signal has, for example, in each case a linearly increasing frequency. In this context, "wobble" is also used.
  • Such sub-signals are known from radar technology and allow a high spatial resolution.
  • a first position angle to be detected is, for example, in a first plane containing the first antenna composite and the receiver.
  • the position angle is, for example, the angle between a line of sight is located between the transmitting antenna and a composite Emp ⁇ catcher at for example.
  • the solar tower, and the Aukahraum of the antennas of the first antenna network instead of on ⁇ reihcardi a direction perpendicular thereto can be verwen- det which, for example, coincides with a mirror normal of the mirror, in particular in the center of the mirror with curved mirrors.
  • the first attitude angle changes upon rotation of the mirror of the mirror alignment device about a first axis.
  • the first attitude angle is a measure of the orientation of the mirror along a first degree of freedom of movement.
  • the antenna network may be a first antenna network and the mirror alignment device may include a second antenna network whose antennas are oriented transversely to the antennas of the first antenna network.
  • the second antenna network may contain one antenna pair or at least three antennas.
  • the first antenna composite and the second antenna composite can be aligned at an angle of 90 degrees to each other, for example, to allow the determination of azimuth and height.
  • an antenna or can may be some An ⁇ antennas part of the first antenna and the second antenna network composite, being set by switching a mode, belonging to the first antenna or to the second composite antenna composite.
  • the second antenna network may also contain transmission antennas which are driven in accordance with the same phase position in order to determine at a receiver the position angle of the second antenna network and thus, for example, a mirror of the mirror alignment device along a second axis of rotation.
  • the second attitude angle may lie in a second plane containing the second antenna composite and the receiver.
  • the second ply angle as the angle between a reformli ⁇ never which lies between the transmitting antenna and a receiver to composite eg.
  • the solar tower, and the antennas Auzyhraum the arrival of the first antenna composite or a direction perpendicular thereto.
  • the second position angle changes, for example, during a rotation of the mirror of the mirror alignment about a second axis.
  • the position angles azimuth and height can be detected in a simple way.
  • the second position angle may also be detected according to another principle.
  • the transmission unit can also be a receiving unit.
  • the receiving unit as ar ⁇ beitende composite antenna is disposed on the mirror alignment device, the alignment of the arrival composite antenna and thus the mirror can be determined, for example. In the mirror alignment apparatus in a simple way.
  • the receiving unit is arranged on the solar tower, it is possible to determine the receiving unit angles that may be required for certain applications.
  • the operating as a receiving unit transmission unit may include a signal evaluation unit which determines the attitude angle of the antenna network to a transmitter.
  • the position angles can be determined, for example, from differences in the transit time of a signal relative to the individual antennas of the antenna network.
  • a transmitter is preferably located at the solar tower. This could be a central transmitter for all Spiegelausricht ⁇ devices are used.
  • the detected angles can be used in the mirror alignment devices for decentralized control. Alternatively, however, the attitude angle or the received signals can be reported to a central control or regulation.
  • the position angle is, for example, again in a first plane containing the first antenna composite and the receiver.
  • the attitude angle changes with rotation of the mirror of the mirror alignment device about a first axis.
  • the antenna network can be a first antenna network.
  • the Spiegelausrichtvoriques or the solar tower may include a second receiving antenna composite, the antennas are aligned transversely to the antennas of the first antenna composite.
  • the two ⁇ te antenna composite may include an antenna pair or at least three along a straight antennas arranged.
  • Both levels are, for example, perpendicular to each other.
  • the mirror alignment device may include a frame that includes a fixed part in the ground part and a relative to the fixed part anchored part moving part. At least one mirror and the antenna composite may be attached to the movable part. Thus, mirror and antenna ⁇ composite are arranged rigidly to each other.
  • the mirror alignment device may include an adjustment device for changing the position between the fixedly anchored part and the movable part by means of an actuator. For example, hydrauli ⁇ cal or pneumatic pistons, racks or sprockets or gears are used as an actuator.
  • the adjusting device can also contain an actuator which actuates the actuator, for example a pump, a stepping motor or another motor.
  • the mirror alignment device may also include a centralized or decentralized drive device which controls the actuator according to a predetermined control method or as part of a control method.
  • Input signals of the drive device are, for example:
  • the solar tower may be equipped with a heater device in which a liquid working medium is vaporized.
  • a different power conversion device can instead or in addition to Erhitzervoriques are on the solar tower, in particular a photovoltaic module or photovoltaic cells ⁇ zelne, preferably made of compound semiconductor ⁇ conductors.
  • the three antennas of the antenna array can be aligned at equal distances between adjacent antennas. This is a simple variant, which allows using a ⁇ multiple equations as a basis for detecting the angle. With certain design methods, however, different distances from mutually adjacent antennas of the antenna composite are also possible in an antenna composite, for example in order to optimize the reception characteristic or to increase the sensitivity.
  • a first antenna array with a plurality of transmitting antennas is arranged on a mirror alignment device
  • a reception antenna or a second antenna array with a plurality of receiving antennas is arranged,
  • a detection signal is sent to the receiver antenna or to the second antenna composite, wherein the detection signal includes a fixed phase relationship between the various antennas of the first antenna network ge ⁇ sent subsignals,
  • the detected angular position is used to drive a Stellan ⁇ drive the mirror alignment.
  • the method is in particular used in the operation of the above-erläu ⁇ failed devices so that the same or similar technical effects result.
  • a first transmission antenna or a first antenna network with a plurality of transmission antennas is arranged on a solar tower,
  • a second antenna array with a plurality of receiving antennas is arranged,
  • the second method is used in particular in the operation of the above-mentioned devices, so that the same or similar technical effects arise.
  • the methods may be performed using other second angular position antenna arrays to facilitate multi-axial alignment.
  • the radio localization system is based, for example, on the use of antenna fields and / or on the use of GPS.
  • radio signals in the range of 2 MHz (megahertz) to 100 GHz (gigahertz) are used, preferably in the range of 1 GHz to 10 GHz or even in the range of 1 GHz and 100 GHz.
  • the antennas will then have "handy" lengths and the distances between adjacent antennas of an antenna array will not be too large, e.g.
  • the antenna lengths and the distances are each greater than 1 cm or greater than 1 mm but also less than 10 cm or less than 15 meters.
  • the signal processing for example, first carried out analogously, with mixers, oscillators, possibly PLLs (phase locked loop) and then preferably digital.
  • mixers for example, first carried out analogously, with mixers, oscillators, possibly PLLs (phase locked loop) and then preferably digital.
  • PLLs phase locked loop
  • FIG. 1 shows two variants for attaching transmitters and receivers to a mirror alignment device and to a solar tower;
  • FIG. 2 shows an antenna array on a mirror alignment device
  • FIG. 3 shows a solar tower power plant
  • FIG. 4 shows a detection plane between mirror alignment device and solar tower
  • FIG. 5 shows an antenna composite for determining a reception-side position angle
  • FIG. 6 shows a detection signal for determining a transmission-side position angle
  • FIG. 7 shows circuits for determining the reception-side position angle according to FIG. 5, and FIG.
  • FIG. 8 shows circuits for determining the transmission-side position angle according to FIG. 6.
  • the aim is, inter alia, the cost-effective feasibility of a solar tower ⁇ power plant using autonomously controlled mirror carriers or Spiegelausrichtvorraumen, this for both its own intelligence in the form of suitable algorithms, as well as a sensor to determine the exact location relative to the desired target position on the tower, to which the umzululen- be transferred from the mirror carriers sunk ultimately, and an intelligent communication solution feature.
  • the intelligent mirror carrier are a hardware and software, for example, from the information:
  • a position determination system is furthermore required, which determines the exact relative position between the tower and mirror carrier, for example at a distance and a total of four angles, two of which are on the mirror side and two on the tower side.
  • the correct orientation of the mirror can then be determined in the mirror support.
  • the position determination can be carried out with the aid of a radio localization ⁇ system, as described for example in DE 10 2009 049 978 AI.
  • the radio localization system for mutual position detection consists of transmitting and receiving units with multiple antennas. Through the arrangement of several antennas side by side in an antenna array, the incident angle of the RF signal can be determined who ⁇ , since a phase difference is switched with simultaneous reception by the different term in the individual channels. If one uses a mutually coherent transmission signal at the individual channels, for example by successive switching, the determination of the transmission-side angle is also possible. By the non-parallel arrangement of two antenna arrays on the mirror Be ⁇ humor of the position angle of the mirror is thus possible to the tower. If a transmitting and receiving unit is used on each side, it is also possible to measure the distance from one another by a round-trip-time-of-flight method.
  • HF high-frequency
  • FMCW Frequency Modulated Continuous Wave
  • ISM Industrial, Scientific and Medical
  • FIG. 1 shows two variants for the mounting of transmitters and receivers on a mirror alignment device and on a solar tower, both not shown.
  • a transmission station A is located at the mirror and a transmission station B at the tower, in the drawing on the left the tower is equipped with a multi-channel station B and on the right only one transmission station B with a channel.
  • Station A operates only in broadcast mode and transmits coherent signals to station B on all four channels (other channel count is also possible), which only works in receiver mode and receives on all channels. With this arrangement, the determination of the two angles alpha and beta is possible. 2. As in case 1, except station B sends and receives station A. 3. Station A operates only in broadcast mode and transmits coherent signals to station B on all four channels, which only operates in receiver mode and receives with one channel. With this on ⁇ order to determine only one position angle alpha is possible. 4. As in case 3, only station B sends and receives station A.
  • FIG. 2 shows an antenna array at a mirror alignment device 50.
  • ⁇ contains the mirror alignment apparatus 50:
  • a lower part 52 here in the form of a pole or mast, a parabolic mirror 54 which is movably mounted on the lower part 54,
  • the mirror 56 can be rotated about the longitudinal axis of the lower part 52 by an actuator, not shown, and a drive unit, not shown, see angle gamma. Except ⁇ which the mirror 56 can be pivoted about a pivot axis up and down, perpendicular to the longitudinal axis of the UN terteils 52nd
  • the figure shows an on ⁇ order of two mutually orthogonally oriented Vierergrup- pen 58 and 60.
  • the four-group 58 includes four antennas that are aligned in the direction of the longitudinal axis of the lower part 52, and preferably be located on the longitudinal axis itself or as close to it .
  • the group of four 60 also contains four antennas, each ⁇ but aligned in the horizontal direction and the right and left of the longitudinal axis of the lower part 52 are arranged to detect the rotation about the longitudinal axis.
  • the antenna arrays 58 and 60 may each have more than four or fewer than four antennas.
  • the distances between adjacent antennas of a group of fours 58 and 60 are the same in each case.
  • unequal distances within a group may be used in accordance with an antenna design method.
  • the position determination can also be carried out with the aid of other radio localization systems.
  • GPS receivers Global Position System
  • other sensors are conceivable to align the mirror carrier.
  • the location information is advantageously replaced by a wireless communication system, to minimize the instal ⁇ lationsaufwand.
  • a wired communication network can also be used.
  • a suitable control method takes over the parameterization, alignment and tracking of the mirrors.
  • FIG. 3 shows a solar tower power plant 100 with the following components:
  • a central controller 106 containing, for example, at least one processor and performing a control method for aligning the mirrors (e.g., 104),
  • the antenna device 110 preferably includes the antenna arrangements explained in the other figures.
  • a drive motor 120 drives the alignment device of the mirror 104 in a moving direction using a switching device in both directions of movement. Alternatively, two drive devices or drive motors are used.
  • an angle gamma whose vertex lies on the mirror 104 and which extends from a vertical line to the line stretches, which is perpendicular to the mirror surface of the mirror 104, for example in the center of the mirror 104, and
  • an angle delta whose vertex is also on the mirror 104 and which extends from a horizontal line to the line perpendicular to the mirror surface of the mirror 104, e.g. in the center of the mirror 104.
  • angles alpha and beta are fixed in another embodiment ⁇ example and are not or only once recorded.
  • a mechanism detects four angles (alpha, beta, gamma, Del ⁇ ta) or two angles (alpha and beta) and optionally the distance between the mirror 104th and the solar tower 102.
  • the controller 106 calculates the exact angles for each mirror.
  • the controller 106 communicates with the driving devices (e.g., 110) the corresponding parameters so that the mirrors (e.g., 104) focus the sun's rays of sunlight 122 exactly at the focal point, see beams 124 and 126.
  • An industrial radar communication device 110 serves for determining the distance between the tracker (Nachvformerlyungs ⁇ device or alignment) and the solar tower 102 so-as to determine the individual angle of the mirror. The distance must be determined only once. Alternatively, it can also be determined in other ways, for example by surveying during the construction of the solar tower power plant.
  • Figure 4 shows a detection plane 150 between Spiegelaus ⁇ straightening device 152 and solar tower 154.
  • the mirror alignment device 152 is a composite antenna 154 of four transmit antennas.
  • At the solar tower 154 is a Antenna network 158 also four antennas. Alternatively, only one receiving antenna is used at the solar tower 154.
  • the collection level 150 includes:
  • the position angle WO is in the plane 150.
  • the attitude angle WO is the angle between the line of sight 160 and a direction perpendicular to the Aukehraum the antennas of the antenna composite 156 direction (see right angle RW), for example, with a mirror normal of the mirror of the Spiegelausricht- Device 152 coincides.
  • the first attitude angles WO changes upon rotation of the Spie ⁇ gels of the mirror alignment device 152 about a first axis.
  • the first attitude angle is a measure of the orientation of the mirror along a first degree of freedom of movement.
  • the antenna composite 156 remains in the plane 150 when only the angle WO is changed and the other position angle remains the same. Is the mirror of the mirror alignment device is rotated around the different angle 152, the level is 150, for example. Un ⁇ changed or their position changed compared to the other distances only slightly.
  • Another detection plane is perpendicular to the detection plane 150.
  • the further antenna plane of the mirror device 152 lies in the further detection plane.
  • the angle WO can be detected in the solar tower 154 with the aid of special transmission signals of the antenna composite 156, see FIG. 6 below.
  • the antenna composite 156 is a receiving unit and the determination of the angle WO can be made on the basis of the phase Differences of a received signal coming from the solar ⁇ tower 154, see Figure 5.
  • FIG. 5 shows an antenna composite 180 for determining a reception-side position angle.
  • Four antennas Al to A4 forming the antenna composite 180.
  • the received radio waves can be considered as parallel to each other due to the large distance between transmitter and receiver, eg greater than 50 meters or greater than 100 meters. This results in the same phase shifts or transit time differences between each other adjacent antennas AI to A4.
  • the transit time difference occurs, for example, through the additional distance Sl, which must overcome the waves in order to reach the antenna A2, in comparison to the waves which strike the antenna AI and are received there.
  • the angle Wl is calculable from the inverse function Arcuskosinus.
  • the phase shift can also be used for the calculation, the following being valid for the route S1:
  • the number Pi is known as 3.1415 ...
  • the angle W2 can be calculated by subtracting the angle Wl from 90 °.
  • FIG. 6 shows a detection signal 190 for determining a transmission-side attitude angle.
  • the antennas AI to A4 of the antenna composite 180 successively send a partial signal which because it has a linearly increasing frequency.
  • the phase positions of the sub-signals are fixed to each other. For example, starting at zero phase in ⁇ mer, can be such that spoken by a resetting of the phase.
  • the fixed phase position is also called coherence.
  • other detection signals having a fixed phase relationship between the sub-signals may be used.
  • the detection signal 190 is received in a receiver.
  • the orientation angle of the antennas ⁇ composite can be determined by the antennas Al to A4.
  • Figure 7 shows circuitry for determining the reception-side position angle according to FIG 5.
  • a multi-channel receiver 200 holds ent ⁇ :
  • Receiving antennas Ala to A4a which correspond, for example, the antennas AI to A4,
  • low-noise amplifier LNA1 to LNA4 Low Noise Amplifier
  • frequency mixer M1 to M4 Low-noise amplifier
  • Intermediate frequency amplifiers and filters ZF1 to ZF4 operating, for example, in the frequency range from 500 kHz to 20 MHz, in particular at approximately 1 MHz,
  • a digital signal processing DSV1 e.g. a digital signal processor containing
  • An associated single channel transmitter 210 includes:
  • the single-channel transmitter 210 generates a detection signal corresponding to the detection signal 190 in its course, but transmitted only from one antenna, namely, the transmitting antenna A5. Not shown is a PLL circuit (Phase Locked Loop), the transmitter 210 and receiver 200 phase-locked.
  • PLL circuit Phase Locked Loop
  • the number of receive channels corresponds to the number of antennas Ala to Aid in a plane.
  • the received signal is first amplified low noise amplified in the amplifiers LNA1 to LNA4 and then reduced to an intermediate frequency by means of a mixer Ml to M4. All signals are coherently Herun ⁇ tergemischt. This is done here by using only the Synl synthesizer.
  • the down-converted signal is ver ⁇ strengthens and filtered and can'll then converted digitally.
  • the signal processing DSV1 then takes place on a digital level.
  • To estimate the angle of the incoming signals there are various known possibilities, such as the Fourier transform, the music or Esprit algorithm.
  • the application of the Fourier transform for angle estimation is particularly suitable for FMCW signals.
  • a 2D Fourier transformation can be performed: First, on the time axis, which contains the frequency information ⁇ the distance ⁇ information, on the other hand on the number of receiving channels, which carries as a result of transformation in antennas with the same distance from each other, the angle information.
  • the covariance matrix is first formed from the four time signals. It is known that by a subsequent eigenvalue decomposition and subsequent Maxi ⁇ mumssuche in the pseudo spectrum and the Polstellensuche in Fal ⁇ le of the root-MUSIC algorithm, the angle of the incoming Signal can be estimated or determined.
  • a multi-channel transmitter 300 includes: - a synthesizer Syn3 that tometer synthe the signal to be transmitted ⁇ ,
  • the multi-channel transmitter 300 generates the detection signal 190 shown in FIG. 5.
  • An associated single-channel receiver 310 includes:
  • a digital signal processing DSV2 e.g. containing a digital signal processor, as well
  • the synthesizer signal is switched to different antennas NEN.
  • the position of the amplifier can be selected depending on the dimen sioning ⁇ , upstream or downstream of the common feed Synthesizer.
  • the receiver architecture of the single-channel receiver 310 corresponds to that of a channel of the multichannel architecture 200, and the signal evaluation likewise takes place only on the digital level.
  • four time signals with respect to the transmitting antennas the four successive coming, mutually coherent signals in the receiver 310, divided again become. This can be done, for example, by using four memories.
  • the further signal processing for angle estimation can now be performed equivalent to the multi-channel receiver 200.

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Abstract

Erläutert wird eine Spiegelausrichtvorrichtung (50) bzw. ein Solarturm eines Solarturmkraftwerks, mit einer Übertragungseinheit, die mindestens einen Antennenverbund (58, 60) enthält aus einem Antennenpaar oder aus mindestens drei entlang einer Geraden oder auf einer Geraden angeordneten Antennen.

Description

Beschreibung
Spiegelausrichtvorrichtung oder Solarturm eines Solarturmkraftwerks und zugehörige Verfahren sowie Solarturmkraftwerk
Die Erfindung betrifft eine Spiegelausrichtvorrichtung eines Solarturmkraftwerks. Außerdem sind ein Solarturm des Solar- turmkraftwerks und zugehörige Verfahren sowie ein Solarturm¬ kraftwerk betroffen.
Solarturmkraftwerke haben einen zentralen Solarturm, um den herum sogenannte Heliostaten bzw. Spiegelausrichtvorrichtungen herum angeordnet sind, z.B. mehrere hundert oder meh¬ rere tausend Heliostaten, jedoch üblicherweise weniger als eine Million. Eine Steuerung richtet die Heliostaten so aus, dass das Sonnenlicht auf einer Erhitzervorrichtung am Solarturm konzentriert wird. Beispielsweise wird ein flüssiges Ar¬ beitsmedium in der Erhitzervorrichtung verdampft und dann einer Turbine zugeführt, um Strom zu gewinnen.
Stand der Technik heute sind Spiegelträger bzw. Spiegelausricht¬ vorrichtungen, die relativ zum Turm ausgerichtet werden müssen und die, oftmals zentral gesteuert, dem Sonnenstand entsprechend fol¬ gen, gemäß einer vorgegebenen Steuerkurve. Hierdurch können je- doch signifikante Ungenauigkeiten bzgl. der Ausrichtung der
Spiegel entstehen, was zu einem Effizienzverlust des Kraftwerks führt .
Beispiele von existierenden Produkten im Markt finden sich unter: http: / /www . suntrack.es/english/aplicaciones .html
http : / / www. degerenergie . de .
Somit besteht ein Bedürfnis nach einer Spiegelausrichtvorrichtung, die eine genauere Ausrichtung insbesondere auf ein- fache Art ermöglicht. Auch am Solarturm kann es Winkel geben, die in eine Ausrichtung von Solarturm und Spiegeln einbezogen werden müssen. Weiterhin gibt es ein Bedürfnis nach zugehöri- gen Verfahren zum Erfassen von Winkeln und nach einem zugehörigen Solarkraftwerk.
Die auf die Spiegelausrichtvorrichtung bzw. auf den Solarturm gerichtete Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des An¬ spruchs 1. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung angegeben.
Die Spiegelausrichtvorrichtung oder der Solarturm eines So- larturmkraftwerks enthalten:
- eine Übertragungseinheit, die mindestens einen Antennenver¬ bund enthält aus einem Antennenpaar oder aus mindestens drei entlang einer Geraden oder auf einer Geraden angeordneten Antennen. Die Übertragungseinheit ist dabei zweckmäßig eine Sendeeinheit oder eine Empfangseinheit. Der Antennenverbund ist insbesondere ein ein Sendeantennenpaar bildendes Antennenpaar oder ein Antennenverbund aus mindestens drei entlang einer Geraden oder auf einer Geraden angeordneten, Sendeantennen bildenden, Antennen oder aber der Antennenverbund ist ein ein Empfangsantennenpaar bildendes Antennenpaar oder ein Antennenverbund aus mindestens drei entlang einer Geraden oder auf einer Geraden angeordneten, Empfangsantennen bildenden, Antennen. Es versteht sich, dass in vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung auch mehrere Übertragungseinheiten vorgesehen sein können, etwa sowohl eine Sendeeinheit als auch eine Empfangseinheit.
Dabei wird von der Überlegung ausgegangen, dass mit modernen Funkübertragungsverfahren bei der Einbeziehung von mehreren Empfangs- und/oder mehreren Sendeantennen, die eine Gruppe bilden, eine genaue und vergleichsweise einfache Erfassung von Lagewinkeln möglich ist. Die Antennen des Antennenverbunds sind zweckmäßig im oder am gleichen Gehäuse unterbracht oder auf der gleichen Leiterplatte bzw. Trägerplatte. Auch können die Antennen des Antennenverbundes geeignet die glei¬ che Form haben, insbesondere aufgedruckt (sogenannte Pat¬ ches) , und/oder die gleiche räumliche Ausrichtung. Weiterhin wird von der Überlegung ausgegangen, dass in regelmäßigen Zeitabständen eine Kalibrierung der Spiegelausrichtvorrichtungen durchzuführen ist, insbesondere in Abständen kleiner als ein Monat, kleiner als eine Woche, oder kleiner als ein Tag, jedoch größer als insbesondere ein Minute.
Die Kalibrierung berücksichtigt bevorzugt den Verschleiß von mechanischen Stellgliedern, den Einfluss von Umgebungstemperatur und von Materialveränderungen unter Temperaturänderun- gen und wechselnden Windlasten usw.
Mit Hilfe der Nutzung eines Antennenverbundes lässt sich eine Kalibrierung jederzeit schnell durchführen, weil die Winkel¬ lage der Spiegel schnell erfasst werden kann, bspw. auch ohne den Spiegel auf ein Erfassungsfeld auszurichten.
Es ist sogar möglich, keine separate Kalibrierung mehr zu verwenden, wenn die aktuellen Winkellagen, die mit dem Antennenverbund erfasst werden, im Rahmen des Steuerverfahren bzw. eines Regelverfahrens zum Nachführen der Spiegel verwendet werden .
Bei der Spiegelausrichtvorrichtung oder dem Solarturm kann die Übertragungseinheit eine Sendeeinheit sein. Wenn die Sen- deeinheit an der Spiegelausrichtvorrichtung angeordnet ist, wird es möglich, die Ausrichtung eines Spiegels an der Spie¬ gelausrichtvorrichtung empfangsseitig zu bestimmen, d.h.
bspw. am Solarturm oder an einer anderen zentralen Stelle eines Solarkraftwerks. Damit liegen die Winkeldaten an zentra- 1er Stelle vor und können für eine zentrale Steuerung oder
Regelung der Nachführung verwendet werden. Alternativ können die Winkeldaten aber zu den Spiegelausrichtvorrichtungen zurück übertragen werden und dort für eine dezentrale Steuerung oder Regelung verwendet werden.
Die Ermittlung der Lage des Antennenverbunds und damit insbe¬ sondere des Spiegels erfordert empfangsseitig nur eine Emp- fangsantenne . Alternativ kann aber auch empfangsseitig ein Antenneverbund verwendet werden.
Es kann aber auch Einsatzfälle geben, in denen die Sendein- heit, d.h. der sendende Antennenverbund, am Solarturm ange¬ ordnet ist, und in denen eine empfangsseitige Bestimmung ei¬ ner Ausrichtung einer Einheit im Solarturm bspw. in einer Spiegelvorrichtung erfasst werden soll. Die Übertragungseinheit kann eine Signalaufbereitungseinheit enthalten, die die Antennen des Antennenverbunds gemäß einer festen Phasenlage ansteuert. Ein Signal, das für die Bestim¬ mung eines ersten Lagewinkels eines Spiegels an der Spiegel¬ ausrichtvorrichtung geeignet ist, ist z.B. in der DE 10 2009 049 978 AI, Figur 2, erläutert. Dabei wird über jede Antenne des Antennenverbundes das gleiche Teilsignal abgegeben mit Phasenrücksetzen zwischen den Teilsignalen. Ein Teilsignal hat bspw. jeweils eine linear ansteigende Frequenz. In diesem Zusammenhang wird auch von "Durchstimmen (wobble) " gespro- chen. Solche Teilsignale sind aus der Radartechnik bekannt und erlauben eine hohe örtliche Auflösung.
Ein erster zu erfassender Lagewinkel liegt bspw. in einer ersten Ebene, die den ersten Antennenverbund enthält und den Empfänger. Der Lagewinkel ist bspw. der Winkel zwischen einer Sichtlinie, die zwischen Sende-Antennenverbund und einem Emp¬ fänger an bspw. dem Solarturm liegt, und der Aufreihrichtung der Antennen des ersten Antennenverbunds. Anstelle der Auf¬ reihrichtung kann auch eine dazu senkrechte Richtung verwen- det werden, die bspw. mit einer Spiegelnormalen des Spiegels zusammenfällt, insbesondere im Mittelpunkt des Spiegels bei gekrümmten Spiegeln.
Der erste Lagewinkel verändert sich bei Rotation des Spiegels der Spiegelausrichtvorrichtung um eine erste Achse. Damit ist der erste Lagewinkel ein Maß für die Ausrichtung des Spiegels entlang eines ersten Bewegungsfreiheitsgrades. Der Antennenverbund kann ein erster Antennenverbund sein und die Spiegelausrichtvorrichtung kann einen zweiten Antennenverbund enthalten, dessen Antennen quer zu den Antennen des ersten Antennenverbundes ausgerichtet sind. Der zweite Anten- nenverbund kann ein Antennenpaar oder mindestens drei Antennen enthalten. Somit gelten auch für den zweiten Antennenverbund die oben angegebenen technischen Merkmale hinsichtlich der Anordnung der Antennen. Der erste Antennenverbund und der zweite Antennenverbund können im Winkel von 90 Grad zueinan- der ausgerichtet sein, um bspw. die Ermittlung von Azimut und Höhe zu gestatten.
Gegebenenfalls kann auch eine Antenne bzw. können einige An¬ tennen Bestandteil des ersten Antennenverbundes und des zwei- ten Antennenverbundes sein, wobei durch Umschalten einer Betriebsart, die Zugehörigkeit zum ersten Antennenverbund oder zum zweiten Antennenverbund festgelegt wird.
Der zweite Antennenverbund kann ebenfalls Sendeantennen ent- halten, die gemäß gleicher Phasenlage angesteuert werden, um an einem Empfänger den Lagewinkel des zweiten Antennenverbunds und damit bspw. eines Spiegels der Spiegelausrichtvorrichtung entlang einer zweiten Rotationsachse zu bestimmen. Der zweite Lagewinkel kann in einer zweiten Ebene liegen, die den zweiten Antennenverbund enthält und den Empfänger. Der zweite Lagewinkel ist z.B. der Winkel zwischen einer Sichtli¬ nie, die zwischen Sende-Antennenverbund und einem Empfänger an bspw. dem Solarturm liegt, und der Aufreihrichtung der An- tennen des ersten Antennenverbunds bzw. einer dazu senkrechten Richtung.
Der zweite Lagewinkel verändert sich bspw. bei einer Rotation des Spiegels der Spiegelausrichtvorrichtung um eine zweite Achse. Somit lassen sich die Lagewinkel Azimut und Höhe auf einfache Art erfassen. Alternativ kann der zweite Lagewinkel aber ggf. auch nach einem anderen Prinzip erfasst werden. Alternativ oder kumulativ kann die Übertragungseinheit auch eine Empfangseinheit sein. Wenn der als Empfangseinheit ar¬ beitende Antennenverbund an der Spiegelausrichtvorrichtung angeordnet ist, kann auf einfache Art die Ausrichtung des An- tennenverbundes und damit auch des Spiegels ermittelt werden bspw. in der Spiegelausrichtvorrichtung.
Wenn die Empfangseinheit am Solarturm angeordnet ist, können Winkel der Empfangseinheit ermittelt werden, die bei bestimm- ten Anwendungen benötigt werden können.
Die als Empfangseinheit arbeitende Übertragungseinheit kann eine Signalauswertungseinheit enthalten, die den Lagewinkel des Antennenverbundes zu einem Sender ermittelt. Die Lagewin- kel lassen sich bspw. aus Laufzeitunterschieden eines Signals ermitteln bezogen auf die einzelnen Antennen des Antennenverbunds .
Ein Sender befindet sich vorzugsweise am Solarturm. Damit könnte ein zentraler Sender für alle Spiegelausricht¬ vorrichtungen verwendet werden. Die erfassten Winkel können in den Spiegelausrichtvorrichtungen für eine dezentrale Steuerung oder Regelung verwendet werden. Alternativ können die Lagewinkel oder die Empfangssignale aber an eine zentrale Steuerung oder Regelung weitergemeldet werden.
Der Lagewinkel liegt bspw. wieder in einer ersten Ebene, die den ersten Antennenverbund enthält und den Empfänger. So lässt sich z.B. ein Winkel bestimmen, der zwischen einer Sichtlinie zwischen Sende-Antennenverbund und einem Empfänger an bspw. dem Solarturm liegt, und der Aufreihrichtung der Antennen des ersten Antennenverbunds bzw. einer dazu senkrechten Richtung. Der Lagewinkel verändert sich bei Rotation des Spiegels der Spiegelausrichtvorrichtung um eine erste Achse. Auch bei einem Empfangs-Antennenverbund kann der Antennenverbund ein erster Antennenverbund sein. Die Spiegelausrichtvorrichtung oder der Solarturm kann einen zweiten Empfangs- Antennenverbund enthalten, dessen Antennen quer zu den Anten- nen des ersten Antennenverbundes ausgerichtet sind. Der zwei¬ te Antennenverbund kann ein Antennenpaar oder mindestens drei entlang einer Gerade angeordneten Antennen enthalten.
Somit ist optional die Berücksichtigung eines Winkels, der in der zweiten Ebene liegt, möglich. Beide Ebenen stehen bspw. senkrecht aufeinander.
Die Spiegelausrichtvorrichtung kann ein Gestell enthalten, das einen im Boden fest verankerten Teil und einen relativ zu dem fest verankerten Teil beweglichen Teil enthält. An dem beweglichen Teil können mindestens ein Spiegel und der Antennenverbund befestigt sein. Somit sind Spiegel und Antennen¬ verbund starr zueinander angeordnet. Die Spiegelausrichtvorrichtung kann bei einer Ausgestaltung eine Stelleinrichtung zur Veränderung der Lage zwischen dem fest verankerten Teil und dem beweglichen Teil mittels eines Stellgliedes enthalten. Als Stellglied werden bspw. hydrauli¬ sche oder pneumatische Kolben, Zahnstangen oder Zahnkränze bzw. Zahnräder verwendet.
Die Stelleinrichtung kann auch einen Stellantrieb enthalten der das Stellglied betätigt, z.B. eine Pumpe, einen Schritt¬ motor oder einen anderen Motor.
Sowohl das Stellglied als auch der Stellantrieb sind mechani¬ schem Verschleiß ausgesetzt und damit einer Änderung der Stellcharakteristik. Durch den Einsatz mindestens eines Antennenverbundes kann aber dennoch die tatsächliche Lage des Spiegels erfasst werden, d.h. unabhängig vom Verschleiß der mechanischen Baugruppen. Die Spiegelausrichtvorrichtung kann auch eine zentrale oder dezentrale Ansteuervorrichtung enthalten, die das Stellglied gemäß einem vorgegebenen Steuerverfahren oder im Rahmen eines Regelverfahrens ansteuert.
Eingangssignale der Ansteuervorrichtung sind bspw.:
- die Ausgangssignale eines Empfangs-Antennenverbund der Spiegelausrichtvorrichtung, oder
- Empfangssignale eines Empfängers der nicht an der Spiegel¬ ausrichtvorrichtung angeordnet ist, der aber Signale des Sen- de-Antennenverbundes empfängt.
Der Solarturm kann mit einer Erhitzervorrichtung, in der ein flüssiges Arbeitsmedium verdampft wird, ausgestattet sein. Anstelle oder zusätzlich zu einer Erhitzervorrichtung kann sich auch eine andere Energiewandlungsvorrichtung am Solarturm befinden, insbesondere ein Photovoltaikmodul oder ein¬ zelne Photovoltaikzellen, vorzugsweise aus Verbindungshalb¬ leitern .
Die drei Antennen des Antennenverbunds können mit gleichen Abständen zwischen benachbarten Antennen ausgerichtet sein. Dies ist eine einfache Variante, die auch das Verwenden ein¬ facher Gleichungen als Grundlage für das Erfassen der Lagewinkel ermöglicht. Mit bestimmten Designverfahren sind jedoch auch in einem Antennenverbund unterschiedliche Abstände von einander benachbarten Antennen des Antennenverbunds möglich, bspw. um die Empfangscharakteristik zu optimieren oder um die Empfindlichkeit zu erhöhen.
Die oben genannte technische Aufgabe wird auch gelöst durch Verfahren zum automatischen Verstellen der Lage eines Spiegels in einem Solarturmkraftwerk mit den in den Ansprüchen 11 oder 12 angegebenen Merkmalen. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der
Zeichnung angegeben.
Bei einem ersten Verfahren: - wird an einer Spiegelausrichtvorrichtung ein erster Antennenverbund mit mehreren Sendeantennen angeordnet,
- an einem Solarturm, auf den mindestens ein Spiegel der Spiegelausrichtvorrichtung ausgerichtet wird, wird eine Emp- fangsantenne oder ein zweiter Antennenverbund mit mehreren Empfangsantennen angeordnet,
- vom ersten Antennenverbund wird ein Erfassungssignal an die Empfangsantenne oder an den zweiten Antennenverbund gesendet, wobei das Erfassungssignal eine feste Phasenlage zwischen den mit verschiedenen Antennen des ersten Antennenverbundes ge¬ sendeten Teilsignalen enthält,
- für das mit der Empfangsantenne oder dem zweiten Antennenverbund empfangene Erfassungssignal wird unter Berücksichti¬ gung der festen Phasenlage eine Winkellage des ersten Anten- nenverbundes und/oder eines Spiegels an der Spiegelausricht¬ vorrichtung erfasst, und
- die erfasste Winkellage wird zum Ansteuern eines Stellan¬ triebs der Spiegelausrichtvorrichtung verwendet. Das Verfahren wird insbesondere beim Betrieb der oben erläu¬ terten Vorrichtungen verwendet, so dass sich die gleichen oder ähnliche technische Wirkungen ergeben.
Bei einem zweiten Verfahren:
- wird an einem Solarturm eine erste Sendeantenne oder ein erster Antennenverbund mit mehreren Sendeantennen angeordnet wird,
- an einer Spiegelausrichtvorrichtung, die auf den Solarturm ausgerichtet wird, wird ein zweiter Antennenverbund mit meh- reren Empfangsantennen angeordnet,
- von der ersten Sendeantenne oder von dem ersten Antennenverbund wird ein Erfassungssignal an den zweiten Antennenver¬ bund gesendet,
- für das mit dem zweiten Antennenverbund empfangene Erfas- sungssignal wird eine Winkellage des zweiten Antennenverbun¬ des und/oder eines Spiegels an der Spiegelausrichtvorrichtung erfasst, und - die erfasste Winkellage wird zum Ansteuern eines Stellan¬ triebs der Spiegelausrichtvorrichtung verwendet.
Auch das zweite Verfahren wird insbesondere beim Betrieb der oben erläuterten Vorrichtungen verwendet, so dass sich die gleichen oder ähnliche technische Wirkungen ergeben.
Die Verfahren können unter Verwendung weiterer Antennenver- bundeinrichtungen für eine zweite Winkellage durchgeführt werden, um eine mehrachsige Ausrichtung zu ermöglichen.
Betroffen ist außerdem ein Solarturmkraftwerk mit einem Funklokalisierungssystem, das die Ausrichtung von Spiegelausrichtvorrichtungen ermittelt. Das Funklokalisierungssystem beruht bspw. auf der Verwendung von Antennenfeldern und/oder auf der Nutzung von GPS.
Sowohl für die Vorrichtungen als auch für die Verfahren werden bspw. Funksignale im Bereich von 2 MHz (Megahertz) bis 100 GHz (Gigahertz) verwendet, vorzugsweise im Bereich von 1 GHz bis 10 GHz oder sogar im Bereich von 1 GHz und 100 GHz. In diesem Bereich haben die Antennen dann "handliche" Längen und die Abstände zwischen einander benachbarten Antennen eines Antennenverbundes sind nicht zu groß, z.B. sind die An- tennenlängen und die Abstände jeweils größer als 1 cm bzw. größer als 1 mm aber auch kleiner als 10 cm oder kleiner als 15 Meter.
Sowohl für die Vorrichtungen als auch für die Verfahren wird die Signalverarbeitung bspw. erst analog durchgeführt, mit Mischern, Oszillatoren, ggf. PLLs (Phase locked loop) und dann vorzugsweise digital. Bekannte geeignete digitale Ver¬ fahren sind:
- MUSIC - (MUltiple Signal Classification) ,
- Esprit - Estimation of Signal Parameters Via Rotational In- variance Techniques, Richard Roy and Thomas Kailath, IEEE Transactions on Acoustic, Speech, and Signal Processing, Bd. 37, Nr. 7, July 1989. - FFT (Fast Fourier Transformation) .
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele. Sofern in dieser Anmeldung der Begriff "kann" verwendet wird, handelt es sich sowohl um die technische Möglich¬ keit als auch um die tatsächliche technische Umsetzung.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele an Hand der beilie¬ genden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:
Figur 1 zwei Varianten für die Anbringung von Sendern und Empfängern an einer Spiegelausrichtvorrichtung und an einem Solarturm,
Figur 2 ein Antennenarray an einer Spiegelausrichtvorrichtung,
Figur 3 ein Solarturmkraftwerk,
Figur 4 eine Erfassungsebene zwischen Spiegelausrichtvorrichtung und Solarturm,
Figur 5 einen Antennenverbund zum Ermitteln eines empfang- seitigen Lagewinkels,
Figur 6 ein Erfassungssignal zum Ermitteln eines sendesei- tigen Lagewinkels,
Figur 7 Schaltungen zum Ermitteln des empfangsseitigen Lagewinkels gemäß Figur 5, und
Figur 8 Schaltungen zum Ermitteln des sendeseitigen Lage- winkels gemäß Figur 6.
Ziel ist u.a. die kostengünstige Realisierbarkeit eines Solarturm¬ kraftwerks mit Hilfe von autonom sich steuernden Spiegelträgern bzw. Spiegelausrichtvorrichtungen, die hierzu sowohl über eigene Intelligenz in Form geeigneter Algorithmen, wie auch über eine Sensorik zur Bestimmung der exakten Lage relativ zur gewünschten Zielposition am Turm, an den die von den Spiegelträgern umzulen- kenden Sonnenstrahlen letztlich gelangen sollen, sowie eine intelligente Kommunikationslösung verfügen.
Durch ein sich selbst einmessendes System mit eigener Intelligenz, welches zentral im Turm oder dezentral im Spiegelträger sitzt, können wesentliche Effizienzsteigerungen bei der Energieausbeu¬ te, sowie Kosteneinsparungen bei der Installation & Vorkonfiguration erzielt werden.
Innerhalb des intelligenten Spiegelträgers befinden sich eine Hard- und Software, die bspw. aus den Informationen:
- geographische Position des Solarkraftwerks,
- U hrzeit,
- Datum ,
- Relativposition zwischen Turm und Spiegel,
die richtigen Stellgrößen für die Antriebe der Spiegelträgermechanik ermittelt und auf diese Weise in diese eingreift.
Hierzu wird weiterhin ein Positionsbestimmungssystem benötigt, welches die exakte Relativlage zwischen Turm und Spie- gelträger, beispielsweise in Abstand und insgesamt vier Winkeln, davon zwei spiegelseitig und zwei turmseitig, bestimmt.
Aus der als bekannt anzunehmenden Lage des Turmes relativ zu Erdachse und Sonnenstand kann dann im Spiegelträger die kor- rekte Ausrichtung des Spiegels ermittelt werden.
Die Positionsbestimmung kann mit Hilfe eines Funklokalisierungs¬ systems erfolgen, wie es beispielsweise in der DE 10 2009 049 978 AI beschrieben ist.
Das Funklokalisierungssystem zur gegenseitigen Lageerkennung besteht aus Sende- und Empfangseinheiten mit mehreren Antennen. Durch die Anordnung von mehreren Antennen nebeneinander in einem Antennenarray kann der Einfallswinkel des HF-Signals bestimmt wer¬ den, da sich bei gleichzeitigem Empfang ein Phasenunterschied durch die unterschiedliche Laufzeit bei den einzelnen Kanälen ein- stellt. Verwendet man ein zueinander kohärentes Sendesignal an den einzelnen Kanälen z.B. durch sukzessives Umschalten, ist auch die Bestimmung des sendeseitigen Winkels möglich. Durch die nichtparallele Anordnung von zwei Antennenarrays am Spiegel ist somit die Be¬ stimmung der beiden Lagewinkel des Spiegels zum Turm möglich. Ver- wendet man auf jeder Seite eine Sende- und Empfangseinheit, ist auch noch die Messung des Abstandes zueinander durch ein round- trip-time-of-flight (Signalumlaufzeit) Verfahren möglich.
Für die empfangseitige Winkelbestimmung allgemein können nahezu beliebige HF-Signale (High Frequency) verwendet werden. Für die praktische Realisierung haben sich FMCW-Signale (Frequency Modula- ted Continuous Wave) im ISM-Band (Industrial, Scientific and Medi- cal) bei 2,4 GHz oder 5,8 GHz auf Grund ihrer hohen verfügbaren Bandbreite und der einfachen Empfängerarchitektur bewährt. Zudem ermöglichen Sie für den Fall der sendeseitigen Winkelschätzung eine einfache Realisierung.
Figur 1 zeigt zwei Varianten für die Anbringung von Sendern und Empfängern an einer Spiegelausrichtvorrichtung und an ei- nem Solarturm, beide nicht dargestellt. Eine Übertragungs- Station A befindet sich am Spiegel und eine Übertragungs-Station B am Turm, wobei in der Zeichnung links der Turm mit einer Mehrkanal- Station B ausgestattet ist und rechts nur eine Übertragungs- Station B mit einem Kanal vorliegt.
Durch die Möglichkeit der sendeseitigen und empfangsseitigen Winkelschätzung ergeben sich verschiedene Installationsoptionen:
1. Station A arbeitet nur im Sendebetrieb und sendet auf allen vier Kanälen (andere Kanalanzahl ist ebenfalls möglich) kohärente Signale zu Station B, die nur im Empfängermodus arbeitet und auf allen Kanälen empfängt. Mit dieser Anordnung ist die Bestimmung der beiden Lagewinkel Alpha und Beta möglich. 2. Wie Fall 1, nur dass die Station B sendet und die Station A empfängt . 3. Station A arbeitet nur im Sendebetrieb und sendet auf allen vier Kanälen kohärente Signale zu der Station B, die nur im Empfängermodus arbeitet und mit einem Kanal empfängt. Mit dieser An¬ ordnung ist die Bestimmung nur eines Lagewinkels Alpha möglich. 4. Wie Fall 3, nur dass die Station B sendet und die Station A empfängt .
5. Sind beide Stationen A, B gleichwertige Sende- und Empfang¬ stationen ist auch eine Abstandmessung möglich. Dadurch kann die Relativposition des Spiegels zum Turm vollständig erfasst werden.
Figur 2 zeigt ein Antennenarray an einer Spiegelausricht¬ vorrichtung 50. Die Spiegelausrichtvorrichtung 50 enthält:
- ein Unterteil 52, hier in Form eines Pfahls oder Mastes, - einen Parabolspiegel 54, der beweglich auf dem Unterteil 54 gelagert ist,
- und ein Antennenarray 56, das an der Oberkante des Spiegels 54 befestigt ist. Der Spiegel 56 kann durch ein nicht dargestelltes Stellglied und eine nicht dargstellte Antriebseinheit um die Längsachse des Unterteils 52 gedreht werden, siehe Winkel Gamma. Außer¬ dem kann der Spiegel 56 nach oben und unten um eine Schwenkachse geschwenkt werden, die senkrecht zur Längsachse des Un- terteils 52 liegt.
Für die Ausführung des Antennarrays 56 am Reflektor-Spiegel 54 gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die Abbildung zeigt eine An¬ ordnung von zwei zueinander orthogonal ausgerichteten Vierergrup- pen 58 und 60. Die Vierergruppe 58 enthält vier Antennen, die in Richtung der Längsachse des Unterteils 52 ausgerichtet sind, und sich möglichst auf der Längsachse selbst befinden oder möglichst nah an ihr. Die Vierergruppe 60 enthält ebenfalls vier Antennen, die je¬ doch in horizontaler Richtung ausgerichtet sind und die rechts und links der Längsachse des Unterteils 52 angeordnet sind, um die Rotation um die Längsachse zu erfassen.
Alternativ können die Antennengruppen 58 und 60 jeweils mehr als vier oder weniger als vier Antennen haben. Im Ausführungsbeispiel sind die Abstände zwischen benachbarten Anten- nen einer Vierergruppe 58 und 60 jeweils gleich. Alternativ können jedoch auch ungleiche Abstände innerhalb einer Gruppe gemäß einem Antennendesignverfahren verwendet werden.
Alternativ kann die Positionsbestimmung auch mit Hilfe von anderen Funklokalisierungssystemen erfolgen.
Alternativ sind Kombinationen aus GPS-Empfängern (Global Position System) und ggf. weiteren Sensoren denkbar, um die Spiegelträger auszurichten.
Die Lokalisierungsinformationen werden vorteilhaft durch ein drahtloses Kommunikationssystem ausgetauscht, um den Instal¬ lationsaufwand zu minimieren. Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch ein drahtgebundenes Kommunikationsnetzwerk ver- wendet werden.
Basierend auf den Lokalisierungsinformationen und/oder den aktuell gemessenen tatsächlichen solaren Leistungswerten übernimmt ein geeignetes Regelungsverfahren die Parametrie- rung, Ausrichtung und Nachführung der Spiegel.
Dargestellt wird eine sehr kostengünstig realisierbare Lösung zum zentralen oder dezentralen Steuern der Spiegelträger, so dass diese sich ohne fest vorgegebene Steuerkurven dynamisch an die jeweils aktuelle Situation anpassen, und damit die Energieausbeute eines Solarturmkraftwerkes erhöht wird. Zusätzlich kann bei der Verwendung einer drahtlosen Kommunikationstechnik und einer dezentralen Steuerung eine signifikante Kostenersparnis beim Installieren der Spiegelträger erreicht werden, durch die wesentlich geringere Infrastruktur und die Mög- lichkeit, den Spiegelträger als vom Turm völlig unabhängiges Sys¬ tem realisieren zu können. Dies bringt insbesondere den Vorteil einer reduzierten Wertschöpfungstiefe und damit die Erschließ- barkeit von neuen Märkten, die mit Komplettlösungen aus Turm und Spiegelträger nicht zugänglich sind.
Figur 3 zeigt ein Solarturmkraftwerk 100 mit den folgenden Bestandteilen :
- einem Solarturm 102,
- einer Vielzahl von mit Hilfe von Spiegel- ausrichtvorrichtungen ausrichtbaren Spiegeln, von denen ein Spiegel 104 dargestellt ist,
- einen zentralen Controller 106, der bspw. mindestens einen Prozessor enthält und ein Steuer- bzw. Regelverfahren zur Ausrichtung der Spiegel (z.B. 104) durchführt,
- einem optionalen GPS-Empfänger 108, und
- mindestens eine Antennenvorrichtung 110 am Solarturm 102 und/oder an den Spiegeln (z.B. 104), nicht dargestellt.
Die Antennenvorrichtung 110 enthält vorzugsweise die in den anderen Figuren erläuterten Antennenanordnungen.
Eine Antriebsmotor 120 treibt die Ausrichtvorrichtung des Spiegels 104 in einer Bewegungsrichtung bzw. unter Verwendung einer Umschaltvorrichtung in beide Bewegungsrichtungen an. Alternativ werden zwei Antriebsvorrichtungen bzw. Antriebsmotoren verwendet.
Es gibt die folgenden zu erfassenden Winkel:
- einen Winkel Alpha, dessen Scheitel am Solarturm 102 liegt, - einen Winkel Beta, dessen Scheitel ebenfalls am Solarturm
102 liegt,
- einen Winkel Gamma, dessen Scheitel am Spiegel 104 liegt und der sich von einer vertikalen Linie bis zu der Linie er- streckt, die senkrecht zur Spiegelfläche des Spiegels 104 liegt, z.B. im Zentrum des Spiegels 104, und
- einen Winkel Delta, dessen Scheitel ebenfalls am Spiegel 104 liegt und der sich von einer horizontalen Linie bis zu der Linie erstreckt, die senkrecht zur Spiegelfläche des Spiegels 104 liegt, z.B. im Zentrum des Spiegels 104.
Die Winkel Alpha und Beta sind bei einem anderen Ausführungs¬ beispiel fest und werden dort nicht oder nur einmalig er- fasst.
Durch die Bezugszeichen 1 bis 3 sind in Figur 3 die folgenden Sachverhalte bezeichnet: 1. Ein Mechanismus erfasst vier Winkel (Alpha, Beta, Gamma, Del¬ ta) bzw. zwei Winkel (Alpha und Beta) und optional den Abstand zwischen dem Spiegel 104 und dem Solarturm 102.
2. Der Controller 106 berechnet die exakten Winkel für jeden Spiegel.
3. Der Controller 106 kommuniziert mit den Antriebsvorrichtungen (z.B. 110) die entsprechenden Parameter, so dass die Spiegel (z.B. 104) die Sonnenstrahlen der Sonne 122 genau auf den Brenn- punkt fokussieren, siehe Strahlen 124 und 126.
Eine industrielle Radarkommunikationseinrichtung 110 dient zum Bestimmen des Abstandes zwischen dem Tracker (Nachverfolgungs¬ vorrichtung bzw. Ausrichtvorrichtung) und dem Solarturm 102 so- wie zum Bestimmen des individuellen Winkels des Spiegels. Der Abstand muss nur einmal ermittelt werden. Alternativ kann er auch auf andere Weise ermittelt werden, z.B. durch Vermessung beim Bau des Solarturmkraftwerks . Figur 4 zeigt eine Erfassungsebene 150 zwischen Spiegelaus¬ richtvorrichtung 152 und Solarturm 154. An der Spiegelausrichtvorrichtung 152 befindet sich ein Antennenverbund 154 aus vier Sendeantennen. Am Solarturm 154 befindet sich ein Antennenverbund 158 aus ebenfalls vier Antennen. Alternativ wird am Solarturm 154 nur eine Empfangsantenne verwendet.
Die Erfassungsebene 150 enthält:
- eine Sichtlinie 160 zwischen der Spiegelausrichtvorrichtung 152 und dem Solarturm 154,
- alle Antennen des Antennenverbunds 156 auch wenn der zu er¬ fassende Winkel WO verändert wird. Der zu erfassende Lagewinkel WO liegt in der Ebene 150. Der Lagewinkel WO ist der Winkel zwischen der Sichtlinie 160 und einer zur Aufreihrichtung der Antennen des Antennenverbundes 156 senkrechten Richtung (siehe rechter Winkel RW) , die bspw. mit einer Spiegelnormalen des Spiegels der Spiegelausricht- Vorrichtung 152 zusammenfällt.
Der erste Lagewinkel WO verändert sich bei Rotation des Spie¬ gels der Spiegelausrichtvorrichtung 152 um eine erste Achse. Damit ist der erste Lagewinkel ein Maß für die Ausrichtung des Spiegels entlang eines ersten Bewegungsfreiheitsgrades.
Der Antennenverbund 156 bleibt in der Ebene 150 wenn nur der Winkel WO verändert wird und der andere Lagewinkel gleich bleibt. Wird der Spiegel der Spiegelausrichtvorrichtung 152 um den anderen Winkel gedreht, bleibt die Ebene 150 bspw. un¬ verändert bzw. ihre Lage verändert sich im Vergleich zu den anderen Entfernungen nur unwesentlich.
Eine weitere Erfassungsebene liegt senkrecht zur Erfassungs- ebene 150. In der weiteren Erfassungsebene liegt der weitere Antennenverbund der Spiegelvorrichtung 152.
Der Winkel WO kann im Solarturm 154 erfasst werden mit Hilfe von speziellen Sendesignalen des Antennenverbunds 156, siehe Figur 6 unten.
Alternativ ist der Antennenverbund 156 eine Empfangseinheit und die Bestimmung des Winkels WO kann auf Grund der Phasen- unterschiede eines Empfangssignals erfolgen, das vom Solar¬ turm 154 kommt, siehe Figur 5.
Figur 5 zeigt einen Antennenverbund 180 zum Ermitteln eines empfangseitigen Lagewinkels. Vier Antennen AI bis A4 bilden den Antennenverbund 180. Die Antennen AI bis A4 sind in die¬ ser Reihenfolge auf einer Geraden 182 aufgereiht, wobei je¬ weils benachbarte Antennen AI bis A4, den gleichen Abstand zueinander haben, siehe bspw. den Abstand D zwischen den An- tennen AI und A2. Die empfangenen Funkwellen können als zueinander parallel angesehen werden auf Grund der großen Entfernung zwischen Sender und Empfänger, z.B. größer als 50 Meter oder größer als 100 Meter. Damit ergeben sich gleiche Phasenverschiebungen bzw. Laufzeitunterschiede zwischen ein- ander benachbarten Antennen AI bis A4. Der Laufzeitunterschied tritt bspw. durch die zusätzliche Strecke Sl auf, die die Wellen überwinden müssen, um zur Antenne A2 zu gelangen, im Vergleich zu den Wellen, die auf die Antenne AI treffen und dort empfangen werden.
Für den Winkel Wl gilt auf Grund der bekannten trigonometrischen Zusammenhänge:
Kosinus Wl = (Laufzeit auf der Strecke Sl * Geschwindigkeit der Wellen) / Abstand D
Damit ist der Winkel Wl berechenbar aus der Umkehrfunktion Arcuskosinus . An Stelle der Laufzeit auf der Strecke Sl lässt sich auch die Phasenverschiebung zur Berechnung verwenden, wobei für die Strecke Sl gilt:
Strecke Sl = (Phasenverschiebung * Wellenlänge der Wellen) / 2 * Pi
Die Zahl Pi ist bekannt mit 3,1415... Der Winkel W2 lässt sich berechnen durch Subtraktion des Winkels Wl von 90°.
Figur 6 zeigt ein Erfassungssignal 190 zum Ermitteln eines sendeseitigen Lagewinkels. Die Antennen AI bis A4 des Antennenverbunds 180 senden nacheinander ein Teilsignal, das je- weils eine linear ansteigende Frequenz hat. Die Phasenlagen der Teilsignale sind fest zueinander. Beispielsweise wird im¬ mer bei der Phase null begonnen, so dass von einem Rücksetzen der Phase gesprochen werden kann. Die feste Phasenlage wird auch als Kohärenz bezeichnet. Alternativ können auch andere Erfassungssignale mit fester Phasenbeziehung zwischen den Teilsignalen verwendet werden.
Das Erfassungssignal 190 wird in einem Empfänger empfangen. Auf Grund der Phaseninformation zwischen den Teilsignalen des Erfassungssignals 190 kann der Lagewinkel des Antennen¬ verbunds mit den Antennen AI bis A4 ermittelt werden.
Figur 7 zeigt Schaltungen zum Ermitteln des empfangsseitigen Lagewinkels gemäß Figur 5. Ein Mehrkanalempfänger 200 ent¬ hält :
- Empfangsantennen Ala bis A4a, die bspw. den Antennen AI bis A4 entsprechen,
- rauscharme Verstärker LNA1 bis LNA4 (Low Noise Amplifier) , - Frequenz-Mischer Ml bis M4,
- Zwischenfrequenzverstärker und Filter ZFl bis ZF4, die bspw. im Frequenzbereich von 500 kHz bis 20 MHz arbeiten, insbesondere bei etwa 1 MHz,
- Analog-Digital-Umsetzer ADl bis AD4,
- eine digitale Signalverarbeitung DSVl, z.B. einen digitalen Signalprozessor enthaltend, und
- einen Synthesizer Synl, zum synchronen Ansteuern der Mischer Ml bis M4. Ein zugehöriger Einkanalsender 210 enthält:
- einen Synthesizer Syn2,
- einen Leistungsverstärker PA1, und eine
- Sendeantenne A5. Der Einkanalsender 210 erzeugt ein Erfassungssignal, das dem Erfassungssignal 190 in seinem Verlauf entspricht, jedoch nur von einer Antenne gesendet wird, nämlich der Sendeantenne A5. Nicht dargestellt ist eine PLL-Schaltung (Phase Locked Loop) , die Sender 210 und Empfänger 200 phasensynchronisiert.
Die Anzahl der Empfangskanäle entspricht der Anzahl der An- tennen Ala bis Aid in einer Ebene. Das empfangene Signal wird zunächst rauscharm verstärkt in den Verstärkern LNA1 bis LNA4 und danach zu einer Zwischenfrequenz mittels eines Mischers Ml bis M4 herabgesetzt. Alle Signale werden kohärent herun¬ tergemischt. Dies geschieht hier durch die Verwendung nur des Synthesizers Synl . Das herunter gemischte Signal wird ver¬ stärkt und gefiltert und kann dann digital umgesetzt werde. Die Signalverarbeitung DSV1 findet danach auf digitaler Ebene statt . Zur Schätzung des Winkels aus den eintreffenden Signalen gibt es verschiedene bekannte Möglichkeiten, wie beispielsweise die Fouriertransformation, den Music oder Esprit-Algorithmus. Die Anwendung der Fouriertransformation zur Winkelschätzung eignet sich besonders bei FMCW-Signales . Hier kann eine 2D- Fouriertransformation durchgeführt werden: Zum einen über die zeitlich Achse, welche als Frequenzinformation die Abstands¬ information beinhaltet, zum anderen über die Anzahl der Empfangskanäle, welche als Transformationsergebnis bei Antennen mit gleichem Abstand zueinander, die Winkelinformation trägt.
Um bei geringer Anzahl der Antennen eine höhere Interpolationsgenauigkeit zu erhalten, ist es von Vorteil, beispielswei¬ se vor der Fouriertransformation ein sogenanntes "zero- padding" durchzuführen.
Der Winkel ergibt sich nun aus dem globalen Maximum in einer Abstands- und Winkelebene.
Beim Music-Algorithmus wird zunächst die Kovarianzmatrix aus den vier Zeitsignalen gebildet. Es ist bekannt, dass durch eine nachfolgende EigenwertZerlegung und anschließende Maxi¬ mumssuche im Pseudospektrum, bzw. der Polstellensuche im Fal¬ le des Root-MUSIC-Algorithmus, der Winkel des eintreffenden Signals geschätzt bzw. ermittelt werden kann.
Figur 8 zeigt Schaltungen zum Ermitteln des sendeseitigen Lagewinkels gemäß Figur 6. Ein Mehrkanalsender 300 enthält: - einen Synthesizer Syn3, der das zu sendende Signal synthe¬ tisiert,
- Leistungsverstärker PAla bis Pa4a,
- elektronische Schalter Sl bis S4, bspw. Schalttransistoren, und
- Sendeantennen Alb bis A4b.
Der Mehrkanalsender 300 erzeugt das in Figur 5 dargestellte Erfassungssignal 190. Ein zugehöriger Einkanalempfänger 310 enthält:
- eine Empfangsantenne A5,
- einen rauscharmen Verstärker LNA5,
- einen Frequenz-Mischer M5,
- einen Zwischenfrequenzverstärker und Filter ZF5,
- einen Analog-Digital-Umsetzer AD5, und
- eine digitale Signalverarbeitung DSV2, z.B. einen digitalen Signalprozessor enthaltend, sowie
- einen Synthesizer Syn4, der den Mischer M5 ansteuert. Nicht dargestellt ist wieder eine PLL-Schaltung (Phase Locked Loop), die Sender 300 und Empfänger 310 phasensynchronisiert.
Um eine sukzessive sendeseitige Winkelschätzung zu realisie¬ ren, wird das Synthesizersignal auf die verschiedenen Anten- nen zugeschaltet. Die Lage der Verstärker ist je nach Dimen¬ sionierung wählbar, vor bzw. hinter der gemeinsamen Synthesizerzuführung. Die Empfängerarchitektur des Einkanalempfängers 310 entspricht der eines Kanals der Mehrkanalarchitektur 200 und die Signalsauswertung erfolgt ebenfalls erst auf digita- 1er Ebene. Um wie im Falle der empfangsseitigen Winkelschät¬ zung gemäß Figur 7 vier Zeitsignale bezüglich der Sendeantennen zu erhalten, müssen im Empfänger 310 die vier aufeinander kommenden, zueinander kohärenten Signale, wieder aufgeteilt werden. Dies kann zum Beispiel durch die Verwendung von vier Speichern erfolgen. Die weitere Signalverarbeitung zur Winkelschätzung kann nun äquivalent zum Mehrkanalempfänger 200 durchgeführt werden.
Mit anderen Worten gilt: Wird die Winkellage der Spiegel, die sich von deren örtlichen Lage unterscheidet, sendeseitig zentral am Solarturm oder an einer anderen zentralen Stelle erfasst, so lassen sich zur Abfrage der Heliostaten, die fol- genden Verfahren nutzen:
- sequentielle Abfrage, insbesondere unter Verwendung von Da¬ ten, die den jeweiligen Spiegel identifizieren, d.h. sogenanntes Zeitmultiplex,
- Frequenzmultiplex,
- Codemultiplex,
- ALOHA-Verfahren, oder
- Kombinationen der genannten Verfahren.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht maßstabsgetreu und nicht beschränkend. Abwandlungen im Rahmen des fachmännischen Handelns sind möglich.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht maßstabsgetreu und nicht beschränkend. Abwandlungen im Rahmen des fachmännischen Han- delns sind möglich. Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und be¬ schrieben worden ist, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen kön¬ nen vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutz- umfang der Erfindung zu verlassen. Bezugs zeichenliste
1 bis 3 Verfahrensschritt
A, B Übertragungsstation
50 Spiegelausrichtvorrichtung
52 Unterteil
54 Parabolspiegel
56 Antennenarray
58, 60 Vierergruppe
100 Solarkraftwerk
102 Solarturm
104 Spiegel
106 Controller
108 GPS-Empfänger
110 Antennenvorrichtung
120 Antriebsmotor
122 Sonne
124, 126 Strahl
150 Erfassungsebene
152 Spiegelausrichtvorrichtung
154 Solarturm
156, 158 Antennenverbund
160 Sichtlinie
WO Winkel
RW rechter Winkel
AI bis A4 Antenne
180 Antennenverbund
182 Gerade
D Abstand
Sl Strecke
190 Erfassungssignal
200 Mehrkanalempfänger
Ala bis A4a Empfangsantenne
LNA1 bis LNA4 rauscharmer Verstärker
Ml bis M4 Mischer
ZF1 bis ZF4 Zwischenfrequenzverstärker und Filter
AD1 bis AD4 Analog-Digital-Umsetzer
DSVl Digitale Signalverarbeitung Synl Synthesizer
210 Einkanalsender
Syn2 Synthesizer
PA1 Leistungsverstärker
A5 Sendeantenne
300 Mehrkanalsender
Syn3 Synthesizer
PAla bis Pa4a Leistungsverstärker
Sl bis S4 Schalter
Alb bis A4b Sendeantenne
310 Einkanalempfänger
A5 Empfangsantenne
LNA5 rauscharmer Verstärker
M5 Mischer
ZF5 Zwischenfrequenzverstärker und Filter AD5 Analog-Digital-Umsetzer
DSV2 Digitale Signalverarbeitung
Syn4 Synthesizer

Claims

Ansprüche
1. Spiegelausrichtvorrichtung (50, 152) oder Solarturm (102, 154) eines Solarturmkraftwerks (100),
mit einer Übertragungseinheit (56, 156, 180), die mindestens einen Antennenverbund enthält aus einem Antennenpaar oder aus mindestens drei entlang einer Geraden (182) oder auf einer Geraden (182) angeordneten Antennen (AI bis A4) .
2. Spiegelausrichtvorrichtung (50, 152) oder Solarturm (102, 154) nach Anspruch 1, wobei die Übertragungseinheit (56, 156) eine Sendeeinheit ist.
3. Spiegelausrichtvorrichtung (50, 152) oder Solarturm (102, 154) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zumindest eine Antennenverbund aus einem ein Sendeantennenpaar bildenden Antennenpaar oder der zumindest eine Antennenverbund aus mindes¬ tens drei entlang einer Geraden oder auf einer Geraden angeordneten, Sendeantennen bildenden, Antennen gebildet ist.
4. Spiegelausrichtvorrichtung (50, 152) oder Solarturm (102, 154) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Übertragungseinheit (56, 156) eine Signalaufbereitungseinheit enthält, die die Antennen des Antennenverbunds gemäß einer festen Phasenlage ansteuert.
5. Spiegelausrichtvorrichtung (50, 152) oder Solarturm (102, 154) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Antennenverbund ein erster Antennenverbund (58) ist und wobei die Spie- gelausrichtvorrichtung (50, 152) oder der Solarturm (102,
154) einen zweiten Antennenverbund (60) enthält, dessen An¬ tennen quer zu den Antennen des ersten Antennenverbundes (58) ausgerichtet sind,
wobei der zweite Antennenverbund (60) ein Antennenpaar oder mindestens drei Antennen enthält.
6. Spiegelausrichtvorrichtung (50, 152) oder Solarturm (102, 154) nach Anspruch 1, wobei die Übertragungseinheit (180) ei¬ ne Empfangseinheit ist.
7. Spiegelausrichtvorrichtung (50, 152) oder Solarturm (102, 154) nach Anspruch 1 oder 6, wobei der zumindest eine Antennenverbund aus einem ein Empfangsantennenpaar bildenden Antennenpaar oder der zumindest eine Antennenverbund aus min¬ destens drei entlang einer Geraden oder auf einer Geraden an- geordneten, Empfangsantennen bildenden, Antennen gebildet ist .
8. Spiegelausrichtvorrichtung (50, 152) oder Solarturm (102, 154) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Übertragungseinheit (180) eine Signalauswertungseinheit enthält, die den Lagewin¬ kel des Antennenverbundes (58, 60) zu einem Sender ermittelt.
9. Spiegelausrichtvorrichtung (50, 152) oder Solarturm (102, 154) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Antennenver- bund ein erster Antennenverbund (58) ist und wobei die Spie¬ gelausrichtvorrichtung (50, 152) oder der Solarturm (102, 154) einen zweiten Antennenverbund (60) enthält, dessen An¬ tennen quer zu den Antennen des ersten Antennenverbundes (58) ausgerichtet sind,
wobei der zweite Antennenverbund (60) ein Antennenpaar oder mindestens drei entlang einer Gerade angeordnete Antennen enthält .
10. Spiegelausrichtvorrichtung (50, 152) nach einem der vor- hergehenden Ansprüche, mit einem Gestell, das einen im Boden fest verankerten Teil (52) und einen relativ zu dem fest verankerten Teil beweglichen Teil enthält, an dem mindestens ein Spiegel (54, 104) und der Antennenverbund (56) befestigt sind .
11. Solarturm (102, 154) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer Erhitzervorrichtung, in der ein flüssiges Arbeitsmedium verdampft wird.
12. Spiegelausrichtvorrichtung (50, 152) oder Solarturm (102, 154) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens drei Antennen (AI bis A4) des Antennenverbunds mit gleichen Abständen (D) zwischen benachbarten Antennen (AI bis A4) ausgerichtet sind.
13. Verfahren zum automatischen Verstellen der Lage eines Spiegels (54, 104) in einem Solarturmkraftwerk (100),
wobei an einer Spiegelausrichtvorrichtung (50, 152) ein erster Antennenverbund (58) mit mehreren Sendeantennen angeord¬ net wird,
wobei an einem Solarturm (102, 154), auf den mindestens ein Spiegel (54, 104) der Spiegelausrichtvorrichtung (50, 152) ausgerichtet wird, eine Empfangsantenne oder ein zweiter An¬ tennenverbund (158) mit mehreren Empfangsantennen angeordnet wird,
bei dem vom ersten Antennenverbund ein Erfassungssignal (190) an die Empfangsantenne oder an den zweiten Antennenverbund gesendet wird, wobei das Erfassungssignal (190) eine feste Phasenlage zwischen den mit verschiedenen Antennen (AI bis A4) des ersten Antennenverbundes gesendeten Teilsignalen enthält,
und wobei für das mit der Empfangsantenne oder mit dem zwei- ten Antennenverbund empfangene Erfassungssignal unter Berück¬ sichtigung der festen Phasenlage eine Winkellage des ersten Antennenverbundes und/oder eines Spiegels (54, 104) an der Spiegelausrichtvorrichtung erfasst wird und zum Ansteuern eines Stellantriebs (110) der Spiegelausrichtvorrichtung (50, 152) verwendet wird.
14. Verfahren zum automatischen Verstellen der Lage eines Spiegels in einem Solarturmkraftwerk (100),
wobei an einem Solarturm (102, 154) eine erste Sendeantenne oder ein erster Antennenverbund mit mehreren Sendeantennen angeordnet wird, wobei an einer Spiegelausrichtvorrichtung (50, 152), die auf den Solarturm (102, 154) ausgerichtet wird, ein zweiter Antennenverbund mit mehreren Empfangsantennen angeordnet wird, bei dem von der ersten Sendeantenne oder von dem ersten An- tennenverbund ein Erfassungssignal an den zweiten Antennen¬ verbund gesendet wird,
und wobei für das mit dem zweiten Antennenverbund empfangene Erfassungssignal eine Winkellage des zweiten Antennenverbun¬ des und/oder eines Spiegels an der Spiegelausrichtvorrichtung erfasst wird und zum Ansteuern eines Stellantriebs (110) der Spiegelausrichtvorrichtung (50, 152) verwendet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 14, wobei das Verfahren unter Verwendung weiterer Antennenverbund- einrichtungen für eine zweite Winkellage durchgeführt wird.
16. Solarturmkraftwerk (100), mit einem Funklokalisierungs¬ system, das die Ausrichtung von Spiegelausrichtvorrichtungen (50, 152) ermittelt.
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