WO2017060424A1 - Sonnenstandsnachführsystem - Google Patents

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WO2017060424A1
WO2017060424A1 PCT/EP2016/073997 EP2016073997W WO2017060424A1 WO 2017060424 A1 WO2017060424 A1 WO 2017060424A1 EP 2016073997 W EP2016073997 W EP 2016073997W WO 2017060424 A1 WO2017060424 A1 WO 2017060424A1
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solar
unit
transmission element
sun
module
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PCT/EP2016/073997
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Inventor
Götz Siegmann
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Götz Siegmann
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S25/10—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules extending in directions away from a supporting surface
    • F24S25/13—Profile arrangements, e.g. trusses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
    • F24S30/42—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with only one rotation axis
    • F24S30/428—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with only one rotation axis with inclined axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10—Special components
    • F24S2030/11—Driving means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
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    • F24S2030/13—Transmissions
    • F24S2030/133—Transmissions in the form of flexible elements, e.g. belts, chains, ropes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47—Mountings or tracking
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the invention relates to a sun tracking system. It is already a solar tracking system, in particular a solar tracking
  • Position parameter of the at least one module is provided depending on a position of the sun to transmit a movement of a drive unit to the at least one module has been proposed.
  • the object of the invention is in particular to provide a generic device with improved properties in terms of efficiency and in terms of flexibility, in particular with regard to flexibility with respect to the place of use.
  • the object is achieved by the features of
  • Patent claim 1 solved, while advantageous embodiments and modifications of the invention can be taken from the dependent claims.
  • the invention relates to a solar tracking system, in particular of a solar tracking system, with at least one solar device having at least one movably mounted module, and with a tracking device, which has at least one motion transmission element, which leads to a change of a position parameter of the at least one Module is provided depending on a position of the sun to transmit a movement of a drive unit to the at least one module.
  • Tracking device is designed as a limp component.
  • the motion-transmitting element is in particular formed as an element, which is at least along its main extension direction only suitable to absorb tensile forces. Under a "Sonnenstandsnach1700system" should in this
  • a system can be understood which is intended to automatically align the at least one movably mounted module at least partially, in particular in at least one degree of freedom, relative to a position of the sun, in particular to align a solar unit in the direction of the sun.
  • An alignment with the sun can be done both by a clock and season, as well as by means of a sensor.
  • an unnecessary twisting such as in bad weather, can be avoided.
  • the module preferably has a fixed inclination along the longitude of the earth and is tilted variably along the latitude of the earth relative to a position of the sun.
  • a solar device is to be understood as meaning, in particular, an apparatus which is intended to receive a solar unit, preferably an at least partially free-standing device, which directly or indirectly processes a solar energy, in particular a solar energy
  • a movably mounted module is to be understood as meaning, in particular, a module which is mounted movably along at least one direction and / or in at least one plane and / or at least in a limited area over at least one axis. Preferably, this is to be understood in particular as a module which is movably mounted along a defined path of movement.
  • the module is rotatably mounted at least in a limited area about at least one axis.
  • a “module” should be understood to mean, in particular, a unit which is provided at least for direct reception of a solar unit or itself comprises a solar unit in particular a unit which forms a supporting framework for a solar unit , ,
  • solar unit is to be understood in particular as a unit which is intended for processing solar energy, preferably for converting solar energy into a differentiated form of energy
  • a "main direction of extension" of an object should be understood to mean, in particular, a direction which runs parallel to a longest edge of a smallest geometric cuboid which just completely encloses the object
  • a device can be understood, which is intended to actively align the at least one module, at least partially depending on a position of the sun.
  • this is to be understood in particular as a device which is intended to align the at least one movably mounted module at least partially, in particular in at least one degree of freedom, relative to a position of the sun, in particular relative to the sun.
  • tracking device preferably has a drive unit which is provided for a direct or indirect movement of the at least one module.
  • a "motion transmission element” is to be understood as meaning, in particular, an element which is intended to transmit a movement of a drive unit of the tracking device, in particular mechanically, to the at least one module
  • Power transmission element to be understood, which transmits a driving force, in particular mechanically, to the at least one module.
  • the term "provided” is to be understood to mean in particular specially designed and / or equipped.Assuming that an object is intended for a specific function should in particular mean that the object fulfills this specific function in at least one application and / or operating state and / or executes.
  • non-rigid component is to be understood as meaning, in particular, a component, preferably an elongated component, which has flexible properties at least in one direction perpendicular to a main extension direction , ,
  • Main extension direction compressive force applies a counter force that is less than a weight of the component.
  • the counterforce is preferably at most 70%, preferably at most 50%, and particularly preferably at most 30%
  • the pliable component is at least partially or completely formed by a chain, a band and / or a rope.
  • this is to be understood in particular as meaning a component differing from a rod or the like.
  • an "elongated component” should be understood to mean, in particular, a component which has a transverse extension that is many times smaller than a longitudinal extent along a middle fiber.
  • a transverse extent is less than 15 cm, preferably less than 10 cm, and more preferably less than 5 cm.
  • “many times lower” is to be understood in particular at least 5 times, preferably at least 10 times and particularly preferably at least 20 times less.
  • An embodiment of the sun position tracking system according to the invention makes it possible, in particular, to achieve an advantageously reliable tracking of the position of the sun, and in particular an advantageously high energy yield of the solar unit.
  • a transmission of a drive movement to the solar device can be advantageously achieved independently of a topography.
  • unevenness of the terrain can advantageously be compensated by the motion transmission element. In this way, in particular, an advantageously efficient and flexible solar tracking system can be provided.
  • Tracking device is designed as a rope.
  • the rope is at least partially made of natural and / or synthetic fibers and / or wires.
  • the motion transmission element is designed as a steel cable or as a wire rope.
  • steel cables and / or braided rope conceivable to a person skilled in the art conceivable ropes.
  • a motion transmission element can be provided, by means of which it is advantageous - -
  • a movement in particular via tensile forces, can be transmitted.
  • a motion transmission element can thereby be provided, which advantageously has different conditions, such as in particular topographic
  • Circumstances can be adjusted. Furthermore, this can advantageously be achieved a quick and easy installation of Clarstandsnachcenturysystems. Furthermore, can be achieved by the formation of the motion transmission element as a rope, in particular an advantageous damping. In particular, in case of sudden loads, such as wind gusts or generated by trucks or trains dam pressures, these can be advantageously attenuated without an unwanted adjustment of the sun tracking system.
  • the tracking device at least one
  • Gear unit which, to a translation of a movement of the
  • Drive unit is provided on the motion transmission element.
  • the gear unit is provided to translate a rotational movement of the drive unit in an at least partially translational movement of the motion transmission element.
  • a "gear unit” is to be understood as meaning, in particular, a unit which results in a translation and / or conversion of a force and / or a movement type and / or a speed of one
  • Drive side is provided on a driven side of the unit.
  • this is to be understood in particular as meaning a unit which is provided for translating a movement, in particular the drive unit.
  • Rotary movement of the drive unit is provided in a different movement.
  • an advantageous transmission of a drive movement of the drive unit to the motion transmission element can be achieved.
  • this can achieve an advantageous precise movement of the motion transmission element.
  • the at least one gear unit as a
  • Ball screw is formed.
  • a “ball screw” is to be understood in this context, in particular a gear unit, which is provided to implement a rotational movement in a tangential movement.
  • a gear unit with a spindle and a particular should ,
  • Tangential movement, in particular of the motion transmission element is provided.
  • an advantageously slow and accurate movement of the motion-transmitting element can be achieved thereby.
  • the tracking device at least one
  • Deflection unit has, which is arranged on a side opposite the drive unit side of the at least one solar device.
  • the at least one solar device is arranged spatially between the drive unit and the deflection unit of the tracking device.
  • the solar devices are each preferably arranged spatially between the drive unit and the deflection unit of the tracking device.
  • a "deflection unit" is to be understood as meaning, in particular, a unit which leads to a positioning and / or fastening of the unit
  • Motion transmission element is provided. Preferably that is
  • Motion transmission element of a drive unit to the deflection tensioned A deflection unit should preferably be understood as meaning, in particular, a unit on which the motion transmission element is deflected in an end point. Particularly preferred is the motion transmitting element on the
  • Deflection unit in particular deflected over a roller and returned to a starting point.
  • the deflection unit forms an end point of the
  • Motion transmitting member This can in particular an advantageous
  • Attachment of the motion transmission element can be achieved. Furthermore, the tracking device can advantageously also be used for a plurality of solar devices.
  • the at least one deflection unit has at least one tensioning device which is provided for this purpose
  • the tensioning device is at least partially via a cable and / or , ,
  • the motion transmission element is connected to the deflection unit, in particular to a realization of a voltage of the motion transmission element, via a cable with a weight which is mounted with a potential energy.
  • the deflecting unit can thereby be used in a particularly advantageous manner to compensate for a movement of the motion-transmitting element during an adjustment of the at least one module of the at least one solar device.
  • Clamping device can advantageously be a movement and / or an extension of the motion transmitting element at a constant voltage of the
  • Motion transmission element can be realized.
  • a “tensioning device” is to be understood as meaning, in particular, a device which is intended to hold the motion-transmitting element in tension
  • a uniform tension of the motion transmission element can advantageously be achieved.
  • a constant voltage can thereby be achieved even when the motion-transmitting element is expanded.
  • the at least one solar device has a bearing unit, via which the at least one module is designed to be rotatable about an axis of rotation.
  • the axis of rotation extends at least approximately through a center of gravity of the module. Therefore, the axis of rotation is in particular less than 60 cm, preferably less than 40 cm and more preferably less than 20 cm from a center of gravity.
  • the axis of rotation is opposite to one
  • the axis of rotation is aligned at least substantially perpendicular to a main extension direction of the motion transmission element.
  • the module is preferably mounted on a substrate via the bearing unit.
  • the bearing unit forms an elevation for the module.
  • an advantageous storage of the module can be achieved.
  • a structurally simple storage of the module can be achieved.
  • the module of the at least one solar device at least one attachment point to a receptacle of the
  • a minimum distance between the attachment point and the axis of rotation is at least 10 cm, preferably at least 20 cm and particularly preferably at least 50 cm.
  • Attachment of the motion transmission element below the axis of rotation Preferably, the attachment point of a recording or attachment of the
  • Motion transmission element in a straight position, in particular in a 12 o'clock position, at least approximately vertically below the axis of rotation. Particularly preferably, the motion transmission element is clamped at the attachment point, so that the motion transmission element with respect to the
  • Fixing point can be moved to an adjustment in a dissolved state of the tension. This can be achieved in particular that a rotation of the module can be made possible with an advantageously low force. In this way, in particular an advantageously efficient rotation of the module can be achieved.
  • the sun position tracking system has at least two solar devices which each have at least one movably mounted module whose positional parameters can be changed in parallel via the motion transmission element.
  • the attitude parameters of a plurality of solar devices which each have at least one movably mounted module whose positional parameters can be changed in parallel via the motion transmission element.
  • the attitude parameters of a plurality of solar devices which each have at least one movably mounted module whose positional parameters can be changed in parallel via the motion transmission element.
  • Solar devices in particular more than 5, preferably more than 10 and more preferably more than 20 solar devices, via the motion transmission element parallel variable.
  • the Clarstandsnach1700system on a variety of solar device.
  • the solar devices are arranged in a row. , ,
  • an arrangement of the sun position tracking system in narrow areas such as on and / or between roads, especially on highways, and / or at railway tracks are made possible.
  • an advantageously space-saving arrangement of the sun position tracking system can be achieved.
  • an arrangement of the sun tracking system can be achieved in places, which can not be used in particular otherwise.
  • the solar device has at least one bearing unit which has at least one Grundfixierü, which is intended to fix the bearing unit positionally fixed, and which has at least one receiving area which is provided for receiving any building fabric.
  • the Grundfixierü is formed by a container with the receiving area.
  • the Grundfixieratti consists at least partially of a metal sheet, in particular of a trapezoidal sheet.
  • the receiving area is at least substantially limited by the sheet, in particular by the trapezoidal sheet.
  • the Grundfixiertician in particular for a
  • a “basic fixing unit” is to be understood as meaning in particular a unit which is intended to securely position and / or fix the solar device, in particular the storage unit of the solar device, preferably under a unit designed as a weight foundation
  • a “basic fixing unit” is to be understood as meaning in particular a unit which is intended to securely position and / or fix the solar device, in particular the storage unit of the solar device, preferably under a unit designed as a weight foundation
  • a size of the receiving area can in particular be based on a weight and / or a density of the building substance and / or on static requirements of the solar device - -
  • a structurally simple foundation for the solar device in particular independently of a ground condition, can be created.
  • a foundation can be created, which in particular free of special machines, such as
  • Piling machines or the like can be attached. Basically, only a bulldozer is needed to at least partially straighten a substrate for this purpose.
  • the invention relates to a method for operating the
  • Tracking device is pivoted depending on a position of the sun.
  • a transmission of a drive movement to the solar device can be advantageously achieved independently of a topography.
  • this can be achieved advantageously advantageous Clarstandsnach entry.
  • Tracking device and the method for fulfilling a function described herein have a number differing from a number of individual elements, components and units mentioned herein.
  • FIG. 2 shows the sun position tracking system according to the invention with the multiplicity of solar devices and with the tracking device in a schematic top view
  • Fig. 3 shows one of the solar devices of the invention
  • FIG. 1 shows a sun tracking system 10.
  • the sun tracking system 10 is designed as a solar tracking system.
  • the sun tracking system 10 includes a plurality of solar devices 12, 12 ', 12 ", 12"'.
  • the solar devices 12, 12 ', 12 ", 12"' are arranged at least approximately in a row. A number of
  • Solar devices 12, 12 ', 12 ", 12”' is to be understood merely as an example and may in principle vary.
  • a high number of solar devices 12, 12 ', 12 ", 12”' of a sun tracking system 10 is in this case particularly advantageous.
  • fifty solar devices 12, 12 ', 12 ", 12"' are assumed in this exemplary embodiment. Only part of the solar devices 12, 12 ', 12 ", 12"' of the sun tracking system 10 are shown in FIG.
  • the sun tracking system 10 has fifty solar devices 12, 12 ', 12 ", 12”' of which only four are shown.
  • the remaining solar devices of the sun position tracking system 10 are arranged between the first two solar devices 12, 12 'and the last two solar devices 12 ", 12"'.
  • the solar devices 12, 12 ', 12 ", 12”' are each formed identically. Therefore, only the first solar device 12 will be described below, the features - -
  • the solar device 12 has a movably mounted module 14.
  • the module 14 serves to receive a solar unit 44 directly.
  • the module 14 forms a supporting framework for the solar unit 44.
  • the module 14 has a rectangular frame 46.
  • a main extension plane of the frame 46 is angled relative to a base 56 and / or to a horizontal 58.
  • the solar unit 44 is mounted directly on the frame 46 not visible.
  • the solar unit 44 is bolted to the frame 46, but in principle would be another, a person skilled in the appear reasonable connection conceivable.
  • the frame 46 is composed of a plurality of profiles bolted together. The profiles are made of a metal.
  • the frame 46 has a central support 48 which extends through a center of the frame 46.
  • the carrier 48 is also made of a profile.
  • the carrier 48 extends along a main extension direction 50 of the frame 46. Furthermore, the module 14 has a supporting structure 52. The structure 52 is arranged on a solar unit 44 opposite side of the frame 46. The structure 52 is fixedly connected to the frame 46. The structure 52 is bolted to the frame 46.
  • the structure 52 is composed of several profiles bolted together.
  • the profiles are made of a metal.
  • the structure 52 has a central support 54.
  • the carrier 54 also consists of a profile.
  • the carrier 54 of the structure 52 extends parallel to the carrier 48 of the frame 46.
  • the carrier 54 of the structure 52 is spaced from the carrier 48 of the frame 46.
  • the carrier 54 of the structure 52 is arranged in an imaginary plane which extends perpendicular to a main extension direction of the solar unit 44 and in which the carrier 48 of the frame 46 is located.
  • Between the frame 46 and the carrier 54 of the structure 52 a plurality of profiles of the structure 52 are arranged, extending from an outer portion of the frame 46 to the support 54 of the structure 52nd
  • the frame 46 and the structure 52 form a truss structure.
  • the frame 46 and the structure 52 form a spatial framework. In this way, in particular, an advantageously high torsional rigidity can be achieved. As a result, in particular damage to the solar unit 44 can be avoided in particular (FIGS. 3, 4). - -
  • the solar unit 44 is provided for processing solar energy.
  • Solar unit 44 is designed as a photovoltaic module.
  • the solar unit 44 has a plurality of solar cells. Basically, however, would be another, a
  • the solar unit 44 has a usable area which corresponds to a main extension area of approximately 32 m 2 .
  • the effective area of the solar unit 44 has dimensions of 4 m by 8 m.
  • Solar unit 44 also has on its rear side facing the module 14
  • the solar cells are provided for a power supply of a in a module 14 remote from the front window of the solar unit 44 embedded heating wire. This is used, in particular in snow, to heat the windshield in such a way that snow lying on the windscreen slips off.
  • the solar cells on the back of the solar unit 44 are thereby supplied with radiation energy by solar radiation, which is reflected by a lying on the ground 56 snow.
  • the solar device 12 has a bearing unit 28.
  • the module 14 is rotatable about the bearing unit 28 about a rotation axis 30.
  • the bearing unit 28 has two bearing blocks 60, 62.
  • the bearing blocks 60, 62 of the bearing unit 28 are each composed of a plurality of profiles bolted together. The profiles are made of a metal.
  • the bearing blocks 60, 62 are arranged one behind the other along the axis of rotation 30.
  • the bearing blocks 60, 62 extend between the
  • Rotary axis 30 and the ground 56 At a highest point of the bearing blocks 60, 62 each have a pivot bearing 64, 66 is arranged, which defines the axis of rotation 30.
  • the bearing blocks 60, 62 have different heights, so that the axis of rotation 30 is angled relative to a base 56 or relative to the horizontal 58.
  • the rotation axis 30 includes with the horizontal 58 an angle 67 of 30 °. In principle, however, another angle 67 which would appear meaningful to a person skilled in the art would also be conceivable.
  • the angle 67 is in particular dependent on a place of installation.
  • bearing blocks 60, 62 have the same height and / or the axis of rotation 30 parallel to the horizontal 58 and / or the
  • the pivot bearing 64, 66 of the bearing blocks 60, 62 are each not visibly connected to the support 48 of the frame 46.
  • the carrier 48 of the frame 46 is located in the axis of rotation 30 of the pivot bearing 64, 66.
  • the module 14 is therefore designed to be rotatable only in a limited area about the axis of rotation 30.
  • the module 14 has about the axis of rotation 30 to a radius of rotation of 60 °. In principle, however, another turning radius that would appear meaningful to a person skilled in the art would also be conceivable (FIGS. 3, 4).
  • the bearing blocks 60, 62 are on a respective pivot bearing 64, 66
  • the bearing unit 28 has two independent anchoring to the ground
  • the Grundfixierritten 34, 36 on.
  • the Grundfixierussien 34, 36 are provided to fix the bearing unit 28 positionally fixed.
  • the Grundfixieriens 34, 36 are arranged on both sides of the bearing blocks 60, 62.
  • the Grundfixieriens 34, 36 are arranged opposite the axis of rotation 30 on both sides of the bearing blocks 60, 62.
  • the Grundfixierritten 34, 36 are each formed identically.
  • the Grundfixierforden 34, 36 are each formed as a weight foundation.
  • the Grundfixierforden 34, 36 are each formed by a rectangular container.
  • the Grundfixierforden 34, 36 each have a receiving area 38, 40, which is provided to receive any building fabric 42.
  • the receiving areas 38, 40 of the Grundfixiertechnik 34, 36 are each rectangular.
  • the sides and a bottom of the receiving areas 38, 40 are each bounded by walls 68, 70 of the respective Grundfixiermaschine 34, 36.
  • Grundfixierritten 34, 36 each consist of a sheet.
  • the walls 68, 70 of Grundfixierritten 34, 36 each consist of a trapezoidal sheet.
  • the walls 68, 70 of Grundfixierritten 34, 36 are each riveted together via a frame.
  • the receiving area 38, 40 of the basic fixing unit 34, 36 is also designed with a film that is not further visible, in order to ensure secure reception of the building substance 42
  • the not further visible film is formed by a PE film.
  • Grundfixierijnen 34, 36 are each bolted to the bearing blocks 60, 62 of the bearing unit 28. In principle, however, another connection that appears appropriate to a person skilled in the art would also be conceivable.
  • a size of the receiving areas 38, 40 is on - -
  • the Grundfixiericaen 34, 36 are, in particular for a transport, stackable. In principle, however, it would also be conceivable that the Grundfixierijnen 34, 36 are delivered in an at least partially disassembled state and only need to be riveted on site.
  • the sun tracking system 10 is intended to automatically align the movably mounted modules 14 of the solar devices 12, 12 ', 12 ", 12"' in one degree of freedom relative to a position of the sun. An alignment with the sun is based on a clock and season. In principle, however, a sensor-supported alignment of the modules 14 would be conceivable.
  • the sun position tracking system 10 aligns the movably mounted modules 14 of the solar devices 12, 12 ', 12 ", 12"' by rotating the modules 14 about the axis of rotation 30.
  • Sun position tracking system 10 has a computing unit, which is not further visible, via which a rotation of the modules 14 is automatically controlled.
  • the sun position tracking system 10 further has a tracking device 16 for this purpose.
  • the tracking device 16 has a drive unit 20.
  • the drive unit 20 is formed by an electric motor.
  • the drive unit 20 is driven by the not further visible processing unit.
  • the drive unit 20 forms part of an adjustment unit 72 of the tracking device 16.
  • the adjustment unit 72 has a base 74 on which the drive unit 20 is arranged fixed in position.
  • the adjusting unit 72 is arranged on a foundation 76.
  • the foundation 76 is of one
  • the tracking device 16 has a gear unit 22, which is provided for a translation of a movement of the drive unit 20.
  • the gear unit 22 is to a translation of a movement of the drive unit 20 to a
  • Motion transmission element 18 is provided.
  • the gear unit 22 connects directly to a not visible drive shaft of the drive unit 20.
  • the transmission unit 22 forms part of the adjustment unit 72.
  • the transmission unit 22 is as a
  • the gear unit 22 therefore does not have a further visible spindle and a spindle nut. Between the spindle and the spindle nut rolling elements are arranged, which in the thread of the spindle and in grooves of - -
  • Unroll spindle nut The rolling elements are designed as balls.
  • the drive shaft of the drive unit 20 is rotatably formed with the spindle of the transmission unit 22.
  • the spindle nut is arranged against rotation relative to a gear housing of the gear unit 22 and guided linearly.
  • a movement of the drive shaft is transmitted by means of a further translation stage to the spindle.
  • a movement of the drive shaft directly or via a translation stage on the spindle nut of the
  • Transmission unit 22 is transmitted.
  • the gear unit 22 is self-locking
  • the transmission unit 22 is at a force input from the direction of
  • the tracking device 16 has a motion transmission element 18.
  • the motion transmitting member 18 is to change a
  • Position parameter of the modules 14 depending on a position of the sun intended to transmit a movement of a drive unit 20 to the modules 14.
  • Motion transmission element 18 is connected to the transmission unit 22 for this purpose.
  • the motion transmission element 18 is connected to an output side of the transmission unit 22 for this purpose.
  • the motion transmitting member 18 is connected to the spindle nut of the gear unit 22.
  • Tracking device 16 is formed as a limp component.
  • Motion transmission element 18 of the tracking device 16 is formed as a rope.
  • the motion transmission element 18 of the tracking device 16 is designed as a steel cable or as a wire rope. In principle, however, would also be another, a professional appear appropriate sense training of the motion transmission element 18 conceivable, such as a chain or belt.
  • the motion transmission element 18 of the tracking device 16 has a diameter of about 16 mm. In principle, however, an alternative dimensioning is conceivable.
  • the motion transmitting member 18 is a circulating
  • Motion transmission element formed. In principle, however, an alternative embodiment would be conceivable.
  • the motion transmission element 18 is deflected at both ends in each case at a deflection roller 78, 80 by 180 °.
  • Deflection roller 78 forms part of the adjustment unit 72.
  • the first deflection roller 78 is - -
  • the frame 82 is mounted on the base 76 of the adjusting unit 72.
  • the second guide roller 80 is arranged partially movable.
  • the second deflection roller 80 forms part of a deflection unit 24.
  • the tracking device 16 has the deflection unit 24.
  • the deflection unit 24 is arranged on an opposite side of the drive unit 20 of the solar devices 12, 12 ', 12 ", 12"'.
  • the deflection unit 24 is on one of the adjustment 72nd
  • the deflection unit 24 is arranged on a foundation 84.
  • the foundation 84 is formed by a concrete foundation. In principle, however, it would also be conceivable that the foundation 84 is also realized via an already described Grundfixierü.
  • the deflection unit 24 has a tensioning device 26.
  • the tensioning device 26 is provided to apply a constant force F Sp to the motion transmission element 18.
  • the tensioning device 26 is for this purpose connected to the second deflection roller 80.
  • the tensioning device 26 has a pulley 86.
  • the pulley 86 is connected at a first end to the guide roller 80.
  • a weight F G of the weight 88 can be made relatively low. Therefore, sagging of the motion transmitting member 18 can be prevented by the jig 26. Should a tension of the motion transmitting member 18 decrease due to expansions, for example, the weight 88 reduces its height and thus increases the tension again. A voltage can therefore be kept constant.
  • the weight 88 is formed as a concrete element.
  • the Ge Anthony 92 of the deflection unit 24 is mounted on the base 84 of the deflection unit 24.
  • the adjusting unit 72 has a pretensioning device 94.
  • the ends of the motion transmitting member 18 are connected by means of the biasing device 94 and brought to a bias.
  • the pretensioner 94 is as a
  • Threaded clamp formed.
  • the motion transmitting member 18 is connected to each module 14 of the solar devices 12, 12 ', 12 ", 12"'.
  • the modules 14 of the solar devices 12, 12 ', 12 ", 12"' each have an attachment point 32 for receiving the
  • Motion transmission element 18 The motion transmission element 18 is clamped at the attachment points 32 in each case, so that a relative movement is prevented.
  • the attachment points 32 each have a base plate arranged thereon not visible screw terminals. In principle, however, another fixation of the motion transmission element 18 that would appear to be useful to a person skilled in the art would also be conceivable. This can be solved by solving the
  • the attachment point 32 of the module 14 is arranged outside the axis of rotation 30.
  • a distance between the attachment point 32 and the rotation axis 30 is more than 50 cm.
  • the attachment point 32 is arranged below the axis of rotation 30.
  • the attachment point 32 is in a straight position, in particular in a 12 o'clock position of the module 14, approximately vertically below the axis of rotation 30.
  • the attachment point 32 is disposed at an upper end of the carrier 54 of the structure 52. The attachment point 32 is not screwed on to the carrier 54 of the structure 52 is visible.
  • Motion transmission element 18 is clamped in each case only at one point to one of the attachment points 32. Due to the circulation of the
  • Movement transmission element 18 are always two points of two mutually parallel parts of the motion transmission element 18 in the region of an attachment point 32, but it is only one of the points of the
  • Motion transmission member 18 is jammed at the respective attachment point 32.
  • the motion transmission element 18 is arranged in an assembled state at least approximately four meters above the ground 56. In this way, in particular, good accessibility of the substrate 56 under the motion transmission element 18 can be achieved. Thus, the substrate 56 can advantageously be managed, mowed and / or cleaned.
  • Ground lines are dispensed with. Ground wires are usually susceptible to damage and also expensive due to their low subterranean location.
  • the positional parameters of the modules 14 of the solar devices 12, 12 ', 12 ", 12"' are changed in one operation via the motion transmission element 18 parallel to the respective other module 14 of the solar devices 12, 12 ', 12 ", 12"'.
  • Motion transmission element 18 of the tracking device 16 is pivoted depending on a position of the sun.
  • the drive unit 20 is controlled by the not further visible arithmetic unit of the sun position tracking system 10 and drives the spindle of the gear unit 22 at. By turning the spindle is the
  • Motion transmission element 18 are jammed.
  • the module 14 is rotated during operation in a radius of rotation of 60 ° about the axis of rotation 30.
  • a mid-position - as shown in Figures 3 and 4 - defines a fertilngrad ein of the module 14.
  • the lower edge of the module 14 and the lower edge of the solar unit 44 is aligned horizontally and perpendicular to a degree of longitude.
  • an end position of the module 14 is indicated by dashed lines.
  • Motion transmission element 18 clamped at the attachment points 32.
  • Motion transmission element 18 both different heights of
  • Solar devices 12, 12 ', 12 “, 12”' in particular due to the terrain, as well as curves between the solar devices 12, 12 ', 12 “, 12”' realized.
  • different distances of the solar devices 12, 12 ', 12 ", 12”' can be realized directly on site.
  • the sun position tracking system 10 can be adapted to the local conditions so advantageous, in particular without having to perform a detailed survey beforehand.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Sonnenstandsnachführsystem, insbesondere von einem Solar-Tracking-System, mit zumindest einer ersten Solarvorrichtung (12, 12', 12", 12"'), welche zumindest ein beweglich gelagertes Modul (14) aufweist, und mit einer Nachführvorrichtung (16), welche zumindest ein Bewegungsübertragungselement (18) aufweist, welches zu einer Veränderung eines Lageparameter des zumindest einen Moduls (14) abhängig von einem Sonnenstand dazu vorgesehen ist, eine Bewegung einer Antriebseinheit (20) auf das zumindest eine Modul (14) zu übertragen. Es wird vorgeschlagen, dass das Bewegungsübertragungselement (18) der Nachführvorrichtung (16) als biegeschlaffes Bauteil ausgebildet ist.

Description

Sonnenstandsnachführsystem
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Sonnenstandsnachführsystem. Es ist bereits ein Sonnenstandsnachführsystem, insbesondere ein Solar-Tracking-
System, mit zumindest einer Solarvorrichtung, welche zumindest ein beweglich gelagertes Modul aufweist, und mit einer Nachführvorrichtung, welche zumindest ein
Bewegungsübertragungselement aufweist, welche zu einer Veränderung eines
Lageparameter des zumindest einen Moduls abhängig von einem Sonnenstand dazu vorgesehen ist, eine Bewegung einer Antriebseinheit auf das zumindest eine Modul zu übertragen, vorgeschlagen worden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Effizienz sowie hinsichtlich einer Flexibilität, insbesondere hinsichtlich einer Flexibilität bezüglich des Einsatzortes, bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des
Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Sonnenstandsnachführsystem, insbesondere von einem Solar-Tracking-System, mit zumindest einer Solarvorrichtung, welche zumindest ein beweglich gelagertes Modul aufweist, und mit einer Nachführvorrichtung, welche zumindest ein Bewegungsübertragungselement aufweist, welches zu einer Veränderung eines Lageparameter des zumindest einen Moduls abhängig von einem Sonnenstand dazu vorgesehen ist, eine Bewegung einer Antriebseinheit auf das zumindest eine Modul zu übertragen. . -
Es wird vorgeschlagen, dass das Bewegungsübertragungselement der
Nachführvorrichtung als biegeschlaffes Bauteil ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das Bewegungsübertragungselement insbesondere als ein Element ausgebildet, welches zumindest entlang seiner Haupterstreckungsrichtung lediglich dazu geeignet ist, Zugkräfte aufzunehmen. Unter einem„Sonnenstandsnachführsystem" soll in diesem
Zusammenhang insbesondere ein System verstanden werden, welches dazu vorgesehen ist, zumindest eine Einheit, insbesondere zumindest ein Modul, zumindest teilweise abhängig von einem Sonnenstand auszurichten. Vorzugsweise soll darunter
insbesondere ein System verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, das zumindest eine beweglich gelagerte Modul zumindest teilweise, insbesondere in zumindest einem Freiheitsgrad, relativ zu einem Sonnenstand automatisch auszurichten, insbesondere um eine Solareinheit in Richtung der Sonne auszurichten. Eine Ausrichtung gegenüber der Sonne kann dabei sowohl anhand einer Uhr- und Jahreszeit, als auch mittels eines Sensors erfolgen. Bei Verwendung eines Sensors kann insbesondere ein unnötiges Verdrehen, wie beispielsweise bei schlechtem Wetter, vermieden werden. Das Modul weist dabei vorzugsweise entlang des Längengrades der Erde eine feste Neigung auf und wird entlang des Breitengrads der Erde variabel relativ zu einem Sonnenstand geneigt. Ferner soll in diesem Zusammenhang unter einer„Solarvorrichtung" insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, welche zu einer Aufnahme einer Solareinheit vorgesehen ist. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine zumindest teilweise freistehende Vorrichtung verstanden werden, welche direkt oder indirekt zu einer Verarbeitung von Sonnenenergie, insbesondere zu einer Energieerzeugung vorgesehen ist. Unter einem „beweglich gelagerten Modul" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Modul verstanden werden, welches entlang zumindest einer Richtung und/oder in zumindest einer Ebene und/oder um zumindest Achse zumindest in einem begrenzten Bereich beweglich gelagert ist. Vorzugsweise soll darunter insbesondere ein Modul verstanden werden, welches entlang einer definierten Bewegungsbahn beweglich gelagert ist.
Besonders bevorzugt ist das Modul zumindest in einem begrenzten Bereich um zumindest eine Achse drehbar gelagert. Dabei soll unter einem„Modul" insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zumindest zu einer direkten Aufnahme einer Solareinheit vorgesehen ist oder selbst eine Solareinheit umfasst. Vorzugsweise soll darunter eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, eine Solareinheit zu tragen. Besonders bevorzugt soll darunter insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche ein tragendes Gerüst für eine Solareinheit bildet. Unter einer . .
„Solareinheit" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zu einer Verarbeitung von Sonnenenergie, bevorzugt zu einer Umwandlung von Sonnenenergie in eine differierende Energieform vorgesehen ist. Es sind
verschiedene, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Solareinheiten denkbar, wie beispielsweise Solarthermiepanele oder Parabolrinnen, insbesondere soll darunter jedoch ein Photovoltaikmodul verstanden werden. Ferner soll in diesem Zusammenhang unter einer„Haupterstreckungsrichtung" eines Objekts insbesondere eine Richtung verstanden werden, welche parallel zu einer längsten Kante eines kleinsten geometrischen Quaders verläuft, welcher das Objekt gerade noch vollständig umschließt. Des Weiteren soll unter einer„Nachführvorrichtung" in diesem Zusammenhang insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, das zumindest eine Modul, zumindest teilweise abhängig von einem Sonnenstand aktiv auszurichten. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, das zumindest eine beweglich gelagerte Modul zumindest teilweise, insbesondere in zumindest einem Freiheitsgrad, relativ zu einem Sonnenstand insbesondere relativ zu der Sonne, selbsttätig auszurichten. Die
Nachführvorrichtung weist dazu vorzugsweise eine Antriebseinheit auf, welche zu einer direkten oder indirekten Bewegung des zumindest einen Moduls vorgesehen ist. Unter einem„Bewegungsübertragungselement" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, welches dazu vorgesehen ist, eine Bewegung einer Antriebseinheit der Nachführvorrichtung, insbesondere mechanisch, auf das zumindest eine Modul zu übertragen. Vorzugsweise soll darunter insbesondere ein
Kraftübertragungselement verstanden werden, welches eine Antriebskraft insbesondere mechanisch, auf das zumindest eine Modul überträgt. Unter„vorgesehen" soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Unter einem„biegeschlaffen Bauteil" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Bauteil, vorzugsweise ein längliches Bauteil, verstanden werden, welches zumindest in einer Richtung senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung biegeschlaffe Eigenschaften aufweist. Vorzugsweise soll darunter insbesondere ein forminstabiles Bauteil verstanden . .
werden. Besonders bevorzugt soll darunter insbesondere ein Bauteil verstanden werden, welches in einem ausgestreckten Zustand einer parallel zu einer
Haupterstreckungsrichtung wirkenden Druckkraft eine Gegenkraft aufbringt, die geringer ist als eine Gewichtskraft des Bauteils. Vorzugsweise beträgt die Gegenkraft maximal 70%, vorzugsweise maximal 50% und besonders bevorzugt maximal 30% einer
Gewichtskraft. Es sind verschiedene, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende biegeschlaffe Bauteile denkbar, insbesondere ist das biegeschlaffe Bauteil jedoch zumindest teilweise oder vollständig von einer Kette, einem Band und/oder einem Seil gebildet. Vorzugsweise soll darunter insbesondere ein von einer Stange oder dergleichen differierendes Bauteil verstanden werden. Dabei soll unter einem„länglichen Bauteil" insbesondere ein Bauteil verstanden werden, das eine Quererstreckung aufweist, die um ein Vielfaches geringer ist, als eine Längserstreckung entlang einer Mittelfaser.
Vorzugsweise beträgt eine Quererstreckung weniger als 15 cm, bevorzugt weniger als 10 cm und besonders bevorzugt weniger als 5 cm. Dabei soll unter„um ein Vielfaches geringer" insbesondere zumindest 5-mal, vorzugsweise zumindest 10-mal und besonders bevorzugt zumindest 20-mal geringer verstanden werden.
Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des Sonnenstandsnachführsystems kann insbesondere eine vorteilhaft zuverlässige Sonnenstandsnachführung und dadurch insbesondere eine vorteilhaft hohe Energieausbeute der Solareinheit erreicht werden. Vorzugsweise kann dadurch vorteilhaft eine Übertragung einer Antriebsbewegung auf die Solarvorrichtung unabhängig von einer Topographie erreicht werden. Insbesondere wenn mehrere Solarvorrichtungen eines Sonnenstandsnachführsystems hintereinander angeordnet werden, können durch das Bewegungsübertragungselement vorteilhaft Unebenheiten des Geländes ausgeglichen werden. Hierdurch kann insbesondere ein vorteilhaft effizientes und flexibles Sonnenstandsnachführsystem bereitgestellt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Bewegungsübertragungselement der
Nachführvorrichtung als Seil ausgebildet ist. Vorzugsweise besteht das Seil zumindest teilweise aus Natur- und/oder Kunstfasern und/oder Drähten. Besonders bevorzugt ist das Bewegungsübertragungselement als ein Stahlseil bzw. als ein Drahtseil ausgebildet. Es sind verschiedene, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Seile denkbar, wie beispielsweise Stahlseile und/oder geflochtenes Tauwerk. Dadurch kann insbesondere ein Bewegungsübertragungselement bereitgestellt werden, mittels welchem vorteilhaft - -
eine Bewegung, insbesondere über Zugkräfte, übertragen werden können. Insbesondere kann dadurch ein Bewegungsübertragungselement bereitgestellt werden, welches vorteilhaft an verschiedene Gegebenheiten, wie insbesondere topographische
Gegebenheiten, angepasst werden kann. Ferner kann dadurch vorteilhaft eine schnelle und einfache Montage des Sonnenstandsnachführsystems erreicht werden. Des Weiteren kann durch die Ausbildung des Bewegungsübertragungselements als Seil insbesondere eine vorteilhafte Dämpfung erreicht werden. Insbesondere bei plötzlich auftretenden Belastungen, wie beispielsweise durch Windböen oder durch von LKWs oder Zügen erzeugte Staudrücke, können diese vorteilhaft ohne eine ungewollte Verstellung von dem Sonnenstandsnachführsystem gedämpft werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Nachführvorrichtung zumindest eine
Getriebeeinheit aufweist, welche zu einer Übersetzung einer Bewegung der
Antriebseinheit auf das Bewegungsübertragungselement vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die Getriebeeinheit dazu vorgesehen, eine Drehbewegung der Antriebseinheit in eine zumindest teilweise translatorische Bewegung des Bewegungsübertragungselements zu übersetzen. Unter einer„Getriebeeinheit" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zu einer Übersetzung und/oder Umsetzung einer Kraft und/oder einer Bewegungsart und/oder einer Geschwindigkeit von einer
Antriebsseite auf eine Abtriebsseite der Einheit vorgesehen ist. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zu einer Übersetzung einer Bewegung, insbesondere der Antriebseinheit, vorgesehen ist. Besonders bevorzugt soll darunter eine Einheit verstanden werden, welche zu einer Übersetzung einer
Drehbewegung der Antriebseinheit in eine davon differierende Bewegung vorgesehen ist. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhafte Übertragung einer Antriebsbewegung der Antriebseinheit auf das Bewegungsübertragungselement erreicht werden. Vorzugsweise kann dadurch eine vorteilhafte präzise Bewegung des Bewegungsübertragungselements erreicht werden.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die zumindest eine Getriebeeinheit als ein
Kugelgewindetrieb ausgebildet ist. Unter einem„Kugelgewindetrieb" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Getriebeeinheit verstanden werden, die zu einer Umsetzung einer Drehbewegung in eine Tangentialbewegung vorgesehen ist.
Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Getriebeeinheit mit einer Spindel und einer . .
Spindelmutter verstanden werden, wobei zwischen Spindel und Spindelmutter sich in Laufrillen Wälzkörper, insbesondere Kugeln, abrollen. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhaft genaue Getriebeeinheit bereitgestellt werden. Vorzugsweise kann dadurch insbesondere eine Getriebeeinheit bereitgestellt werden, welche vorteilhaft zu einer Umsetzung einer Drehbewegung, insbesondere der Antriebseinheit, in eine
Tangentialbewegung, insbesondere des Bewegungsübertragungselements, vorgesehen ist. Insbesondere kann dadurch eine vorteilhaft langsame und genaue Bewegung des Bewegungsübertragungselements erreicht werden.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Nachführvorrichtung zumindest eine
Umlenkeinheit aufweist, welche auf einer der Antriebseinheit gegenüberliegenden Seite der zumindest einen Solarvorrichtung angeordnet ist. Vorzugsweise ist die zumindest eine Solarvorrichtung räumlich zwischen der Antriebseinheit und der Umlenkeinheit der Nachführvorrichtung angeordnet. Besonders bevorzugt sind, bei der Verwendung mehrerer Solarvorrichtungen, die Solarvorrichtungen jeweils räumlich zwischen der Antriebseinheit und der Umlenkeinheit der Nachführvorrichtung angeordnet. Unter einer „Umlenkeinheit" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zu einer Positionierung und/oder Befestigung des
Bewegungsübertragungselements vorgesehen ist. Vorzugsweise ist das
Bewegungsübertragungselement von einer Antriebseinheit zu der Umlenkeinheit gespannt. Bevorzugt soll unter einer Umlenkeinheit insbesondere eine Einheit verstanden werden, an welcher das Bewegungsübertragungselement in einem Endpunkt umgelenkt wird. Besonders bevorzugt wird das Bewegungsübertragungselement an der
Umlenkeinheit, insbesondere über eine Rolle umgelenkt und zu einem Ausgangspunkt zurückgeführt. Vorzugsweise bildet die Umlenkeinheit einen Endpunkt des
Bewegungsübertragungselements. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhafte
Befestigung des Bewegungsübertragungselements erreicht werden. Ferner kann dadurch die Nachführvorrichtung vorteilhaft auch für mehrere Solarvorrichtungen verwendet werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Umlenkeinheit zumindest eine Spannvorrichtung aufweist, welche dazu vorgesehen ist, das
Bewegungsübertragungselement mit einer konstanten Kraft zu beaufschlagen.
Vorzugsweise ist die Spannvorrichtung zumindest teilweise über einen Seilzug und/oder . .
ein Gewicht, welches mit einer potentiellen Energie gelagert ist, realisiert. Bevorzugt ist das Bewegungsübertragungselement an der Umlenkeinheit, insbesondere zu einer Realisierung einer Spannung des Bewegungsübertragungselements, über einen Seilzug mit einem Gewicht, welches mit einer potentiellen Energie gelagert ist, verbunden. Die Umlenkeinheit kann dadurch insbesondere vorteilhaft auch dazu verwendet werden, eine Bewegung des Bewegungsübertragungselement bei einer Verstellung des zumindest einen Moduls der zumindest einen Solarvorrichtung auszugleichen. Über die
Spannvorrichtung kann vorteilhaft eine Bewegung und/oder eine Ausdehnung des Bewegungsübertragungselements bei gleichbleibender Spannung des
Bewegungsübertragungselements realisiert werden. Unter einer„Spannungsvorrichtung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, das Bewegungsübertragungselement auf Spannung zu halten. Vorzugsweise soll darunter eine Vorrichtung verstanden werden, welche dazu
vorgesehen ist, das Bewegungsübertragungselement an einem Endpunkt mit einer kontanten Kraft zu beaufschlagen. Bevorzugt soll darunter insbesondere eine passive Vorrichtung verstanden werden, grundsätzlich wäre jedoch auch eine aktive Ausbildung der Vorrichtung denkbar. Dadurch kann vorteilhaft eine gleichmäßige Spannung des Bewegungsübertragungselements erreicht werden. Insbesondere kann dadurch auch bei Ausdehnung des Bewegungsübertragungselements eine konstante Spannung erreicht werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Solarvorrichtung eine Lagereinheit aufweist, über welche das zumindest eine Modul um eine Drehachse drehbar ausgebildet ist. Bevorzugt erstreckt sich die Drehachse zumindest annähernd durch einen Schwerpunkt des Moduls. Daher ist die Drehachse insbesondere weniger als 60 cm, vorzugsweise weniger als 40 cm und besonders bevorzugt weniger als 20 cm von einem Schwerpunkt entfernt. Vorzugsweise ist die Drehachse gegenüber einem
Untergrund geneigt. Bevorzugt ist die Drehachse zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung des Bewegungsübertragungselements ausgerichtet. Das Modul ist vorzugsweise über die Lagereinheit auf einem Untergrund befestigt.
Vorzugsweise bildet die Lagereinheit eine Aufständerung für das Modul. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhafte Lagerung des Moduls erreicht werden. Vorzugsweise kann dadurch insbesondere eine konstruktiv einfache Lagerung des Moduls erreicht werden. Durch eine Verdrehbarkeit des Moduls um lediglich eine Achse kann insbesondere eine . .
konstruktiv einfache und trotzallem effiziente Nachführung erreicht werden. Insbesondere bei der Verwendung von Photovoltaikpanelen kann durch eine Nachführung des Moduls um eine Drehachse bereits eine vorteilhafte Erhöhung eines Energieertrags gegenüber statischen Modulen erreicht werden. Es wird ferner vorgeschlagen, dass das Modul der zumindest einen Solarvorrichtung zumindest einen Befestigungspunkt zu einer Aufnahme des
Bewegungsübertragungselements aufweist, der außerhalb der Drehachse angeordnet ist. Bevorzugt beträgt ein minimaler Abstand zwischen dem Befestigungspunkt und der Drehachse zumindest 10 cm, vorzugsweise zumindest 20 cm und besonders bevorzugt zumindest 50 cm. Vorzugsweise ist der Befestigungspunkt einer Aufnahme bzw.
Befestigung des Bewegungsübertragungselements unterhalb der Drehachse. Bevorzugt liegt der Befestigungspunkt einer Aufnahme bzw. Befestigung des
Bewegungsübertragungselements in einer geraden Stellung, insbesondere in einer 12- Uhr-Stellung, zumindest annähernd senkrecht unterhalb der Drehachse. Besonders bevorzugt ist das Bewegungsübertragungselement an dem Befestigungspunkt eingespannt, sodass das Bewegungsübertragungselement gegenüber dem
Befestigungspunkt zu einer Justierung in einem gelösten Zustand der Verspannung verschoben werden kann. Dadurch kann insbesondere erreicht werden, dass eine Verdrehung des Moduls mit einer vorteilhaft geringen Kraft ermöglicht werden kann. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft effiziente Verdrehung des Moduls erreicht werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Sonnenstandsnachführsystem zumindest zwei Solarvorrichtungen aufweist, welche jeweils zumindest ein beweglich gelagertes Modul aufweisen, dessen Lageparameter über das Bewegungsübertragungselement parallel veränderbar sind. Vorzugsweise sind die Lageparameter einer Vielzahl von
Solarvorrichtungen, insbesondere mehr als 5, vorzugsweise mehr als 10 und besonders bevorzugt mehr als 20 Solarvorrichtungen, über das Bewegungsübertragungselement parallel veränderbar. Besonders bevorzugt weist das Sonnenstandsnachführsystem eine Vielzahl von Solarvorrichtung auf. Dadurch kann insbesondere erreicht werden, dass mehrere Solarvorrichtungen über eine Nachführvorrichtung einem Sonnenstand nachgeführt werden können. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhaft hohe Effizienz erreicht werden. Vorzugsweise sind die Solarvorrichtungen in einer Reihe angeordnet. . .
Hierdurch kann insbesondere eine Anordnung des Sonnenstandsnachführsystems in schmalen Bereichen, wie beispielsweise an und/oder zwischen Straßen, insbesondere an Autobahnen, und/oder an Bahngleisen ermöglicht werden. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhaft platzsparende Anordnung des Sonnenstandsnachführsystems erreicht werden. Insbesondere kann dadurch eine Anordnung des Sonnenstandsnachführsystems an Orten erreicht werden, welche insbesondere nicht anderweitig genutzt werden können.
Ferner geht die Erfindung von einer Solarvorrichtung eines
Sonnenstandsnachführsystems, insbesondere des Sonnenstandsnachführsystems, aus. Es wird vorgeschlagen, dass die Solarvorrichtung zumindest eine Lagereinheit aufweist, welche zumindest eine Grundfixiereinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, die Lagereinheit positionsfest zu fixieren, und welche zumindest einen Aufnahmebereich aufweist, der zu einer Aufnahme einer beliebigen Bausubstanz vorgesehen ist.
Vorzugsweise ist die Grundfixiereinheit von einem Behälter mit dem Aufnahmebereich gebildet. Vorzugsweise besteht die Grundfixiereinheit zumindest teilweise aus einem Blech, insbesondere aus einem Trapezblech. Bevorzugt ist der Aufnahmebereich zumindest im Wesentlichen von dem Blech, insbesondere von dem Trapezblech, begrenzt. Besonders bevorzugt ist die Grundfixiereinheit, insbesondere für einen
Transport, stapelbar ausgebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass die Grundfixiereinheit in einem zumindest teilweise demontierten Zustand angeliefert wird und vor Ort lediglich vernietet werden muss. Unter einer„Grundfixiereinheit" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, die Solarvorrichtung, insbesondere die Lagereinheit der Solarvorrichtung, sicher auf einem Untergrund zu positionieren und/oder zu fixieren. Bevorzugt soll darunter insbesondere eine als Gewichtsfundament ausgebildete Einheit verstanden werden. Vorzugsweise soll darunter eine Einheit verstanden werden, welche zu einer
positionsfesten Sicherung der Lagereinheit auf einem Untergrund, insbesondere zumindest teilweise unabhängig von einer Beschaffenheit des Untergrunds, vorgesehen ist. Ferner sind verschiedene, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Bausubstanzen denkbar, wie beispielsweise Sand, Erde, Kies usw. Vorzugsweise sollen unter
„Bausubstanzen" insbesondere Substanzen verstanden werden, welche bei einem Aufbau der Solarvorrichtung, insbesondere bei einer Planierung eines Untergrunds, anfallen. Eine Größe des Aufnahmebereichs kann dabei insbesondere an ein Gewicht und/oder eine Dichte der Bausubstanz und/oder an statische Anforderungen der Solarvorrichtung - -
angepasst werden. Dadurch kann insbesondere ein konstruktiv einfaches Fundament für die Solarvorrichtung, insbesondere unabhängig von einer Untergrundbeschaffenheit geschaffen werden. Ferner kann dadurch insbesondere ein Fundament geschaffen werden, welches insbesondere frei von Spezialmaschinen, wie beispielsweise
Rammmaschinen oder dergleichen, angebracht werden kann. Grundsätzlich wird hierfür lediglich eine Planierraupe benötigt um einen Untergrund zumindest teilweise zu begradigen.
Des Weiteren geht die Erfindung von einem Verfahren zum Betrieb des
Sonnenstandsnachführsystem aus. Es wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine beweglich gelagerte Modul der zumindest einen Solarvorrichtung, durch Ausübung einer Zugkraft auf das zumindest eine Bewegungsübertragungselement der
Nachführvorrichtung abhängig von einem Sonnenstand verschwenkt wird. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhaft zuverlässige Sonnenstandsnachführung erreicht werden. Vorzugsweise kann dadurch vorteilhaft eine Übertragung einer Antriebsbewegung auf die Solarvorrichtung unabhängig von einer Topographie erreicht werden. Insbesondere kann dadurch eine vorteilhaft effiziente Sonnenstandsnachführung erreicht werden.
Das erfindungsgemäße Sonnenstandsnachführsystem, die Solarvorrichtung, die
Nachführvorrichtung sowie das Verfahren sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können das erfindungsgemäße Sonnenstandsnachführsystem, die Solarvorrichtung, die
Nachführvorrichtung sowie das Verfahren zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Zeichnungen Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den
Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen: - -
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Sonnenstandsnachführsystem mit einer Vielzahl von Solarvorrichtungen und mit einer Nachführvorrichtung in einer schematischen Frontalansicht,
Fig. 2 das erfindungsgemäße Sonnenstandsnachführsystem mit der Vielzahl von Solarvorrichtungen und mit der Nachführvorrichtung in einer schematischen Draufsicht,
Fig. 3 eine der Solarvorrichtungen des erfindungsgemäßen
Sonnenstandsnachführsystems, mit einem Modul, mit einer Lagereinheit und mit zwei Grundfixiereinheiten in einer schematischen Seitenansicht in der Schnittebene III-III und
Fig. 4 die Solarvorrichtung des erfindungsgemäßen
Sonnenstandsnachführsystems, mit dem Modul, mit der Lagereinheit und mit den zwei Grundfixiereinheiten in einer schematischen
Rückansicht. Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Figur 1 zeigt ein Sonnenstandsnachführsystem 10. Das Sonnenstandsnachführsystem 10 ist als Solar-Tracking-System ausgebildet. Das Sonnenstandsnachführsystem 10 weist eine Vielzahl von Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' auf. Die Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' sind zumindest annähernd in einer Reihe angeordnet. Eine Anzahl der
Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' ist hierbei lediglich beispielhaft zu verstehen und kann grundsätzlich variieren. Eine hohe Anzahl von Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' eines Sonnenstandsnachführsystems 10 ist hierbei insbesondere vorteilhaft. In diesem Ausführungsbeispiel wird beispielhaft von fünfzig Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' ausgegangen. In Figur 1 sind lediglich ein Teil der Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' des Sonnenstandsnachführsystems 10 dargestellt. Das Sonnenstandsnachführsystem 10 weist fünfzig Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' von denen lediglich vier gezeigt sind. Die restlichen Solarvorrichtungen des Sonnenstandsnachführsystems 10 sind zwischen den ersten zwei Solarvorrichtungen 12, 12' und den letzen zwei Solarvorrichtungen 12", 12"' angeordnet. Die Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' sind jeweils identisch ausgebildet. Es wird daher nachfolgend lediglich die erste Solarvorrichtung 12 beschrieben, wobei die Merkmale - -
jeweils auch auf die weiteren Solarvorrichtungen 12', 12", 12"' übertragen werden können.
Die Solarvorrichtung 12 weist ein beweglich gelagertes Modul 14 auf. Das Modul 14 dient zu einer direkten Aufnahme einer Solareinheit 44. Das Modul 14 bildet ein tragendes Gerüst für die Solareinheit 44. Das Modul 14 weist einen rechteckigen Rahmen 46 auf. Eine Haupterstreckungsebene des Rahmens 46 ist gegenüber einem Untergrund 56 und/oder gegenüber einer Horizontalen 58 abgewinkelt. Die Solareinheit 44 ist direkt auf dem Rahmen 46 nicht weiter sichtbar befestigt. Die Solareinheit 44 ist mit dem Rahmen 46 verschraubt, grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Verbindung denkbar. Der Rahmen 46 ist aus mehreren miteinander verschraubten Profilen zusammengesetzt. Die Profile bestehen aus einem Metall. Der Rahmen 46 weist einen zentralen Träger 48 auf, welcher sich durch einen Mittelpunkt des Rahmens 46 erstreckt. Der Träger 48 besteht ebenfalls aus einem Profil. Der Träger 48 erstreckt sich entlang einer Haupterstreckungsrichtung 50 des Rahmens 46. Ferner weist das Modul 14 ein Tragwerk 52 auf. Das Tragwerk 52 ist auf einer der Solareinheit 44 gegenüberliegenden Seite des Rahmens 46 angeordnet. Das Tragwerk 52 ist fest mit dem Rahmen 46 verbunden. Das Tragwerk 52 ist mit dem Rahmen 46 verschraubt.
Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Verbindung denkbar. Das Tragwerk 52 ist aus mehreren miteinander verschraubten Profilen zusammengesetzt. Die Profile bestehen aus einem Metall. Das Tragwerk 52 weist einen zentralen Träger 54 auf. Der Träger 54 besteht ebenfalls aus einem Profil. Der Träger 54 des Tragwerks 52 erstreckt sich parallel zu dem Träger 48 des Rahmens 46. Der Träger 54 des Tragwerks 52 ist gegenüber dem Träger 48 des Rahmens 46 beabstandet. Der Träger 54 des Tragwerks 52 ist in einer gedachten Ebene angeordnet, welche sich senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung der Solareinheit 44 erstreckt und in welcher der Träger 48 des Rahmens 46 liegt. Zwischen dem Rahmen 46 und dem Träger 54 des Tragwerks 52 sind mehrere Profile des Tragwerks 52 angeordnet, die sich von einem äußeren Teil des Rahmens 46 zu dem Träger 54 des Tragwerks 52
erstrecken. Der Rahmen 46 und das Tragwerk 52 bilden eine Fachwerkstruktur aus. Der Rahmen 46 und das Tragwerk 52 bilden ein räumliches Fachwerk aus. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft hohe Verwindungssteifigkeit erreicht werden. Dadurch kann wiederum insbesondere eine Beschädigung der Solareinheit 44 vermieden werden (Figuren 3, 4). - -
Die Solareinheit 44 ist zu einer Verarbeitung von Sonnenenergie vorgesehen. Die
Solareinheit 44 ist als ein Photovoltaikmodul ausgebildet. Die Solareinheit 44 weist eine Vielzahl von Solarzellen auf. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem
Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausbildung der Solareinheit 44 denkbar, wie beispielsweise als ein Solarthermiepanel oder als eine Parabolrinne. Die Solareinheit 44 weist eine Nutzfläche, welche einer Haupterstreckungsfläche entspricht, von annähernd 32 m2 auf. Die Nutzfläche der Solareinheit 44 weist Maße von 4 m auf 8 m auf.
Grundsätzlich wäre jedoch auch eine alternative Dimensionierung denkbar. Die
Solareinheit 44 weist auf ihrer dem Modul 14 zugewandten Rückseite ebenfalls
Solarzellen auf. Die Solarzellen sind zu einer Stromversorgung eines in einer dem Modul 14 abgewandten Frontscheibe der Solareinheit 44 eingelassenen Heizdrahts vorgesehen. Dies dient insbesondere bei Schnee dazu, die Frontscheibe derart zu erhitzen, dass ein auf der Frontscheibe liegender Schnee abrutscht. Die Solarzellen auf der Rückseite der der Solareinheit 44 werden dabei durch Sonnenstrahlung, welche von einem auf dem Untergrund 56 liegenden Schnee reflektiert wird, mit Strahlungsenergie versorgt.
Ferner weist die Solarvorrichtung 12 eine Lagereinheit 28 auf. Das Modul 14 ist über die Lagereinheit 28 um eine Drehachse 30 drehbar ausgebildet. Die Lagereinheit 28 weist zwei Lagerböcke 60, 62 auf. Die Lagerböcke 60, 62 der Lagereinheit 28 sind jeweils aus mehreren miteinander verschraubten Profilen zusammengesetzt. Die Profile bestehen aus einem Metall. Die Lagerböcke 60, 62 sind entlang der Drehachse 30 betrachtet hintereinander angeordnet. Die Lagerböcke 60, 62 erstrecken sich zwischen der
Drehachse 30 und dem Untergrund 56. An einem höchsten Punkt der Lagerböcke 60, 62 ist jeweils ein Drehlager 64, 66 angeordnet, welches die Drehachse 30 definiert. Die Lagerböcke 60, 62 weisen unterschiedliche Höhen auf, sodass die Drehachse 30 gegenüber einem Untergrund 56 bzw. gegenüber der Horizontalen 58 abgewinkelt ist. Die Drehachse 30 schließt mit der Horizontalen 58 einen Winkel 67 von 30° ein. Grundsätzlich wäre jedoch auch ein anderer, einem Fachmann als sinnvoll erscheinender Winkel 67 denkbar. Der Winkel 67 ist dabei insbesondere abhängig von einem Aufstellort.
Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass die Lagerböcke 60, 62 dieselbe Höhe aufweisen und/oder die Drehachse 30 parallel zu der Horizontalen 58 und/oder dem
Untergrund 56 ausgerichtet sind. Die Drehlager 64, 66 der Lagerböcke 60, 62 sind jeweils nicht weiter sichtbar mit dem Träger 48 des Rahmens 46 verbunden. Der Träger 48 des Rahmens 46 liegt in der Drehachse 30 der Drehlager 64, 66. Die Lagerböcke 60, 62 - -
laufen jeweils zu dem Drehlager 64, 66 spitz zu. Die seitlichen Profile der Lagerböcke 60, 62, welche jeweils zu dem Drehlager 64, 66 spitz zulaufen, laufen dabei an beiden Seiten an dem Träger 54 des Tragwerks 52 vorbei. Das Modul 14 ist daher lediglich in einem begrenzen Bereich um die Drehachse 30 drehbar ausgebildet. Das Modul 14 weist um die Drehachse 30 einen Drehradius von 60° auf. Grundsätzlich wäre jedoch auch ein anderer, einem Fachmann als sinnvoll erscheinender Drehradius denkbar (Figuren 3, 4).
Die Lagerböcke 60, 62 sind auf einer dem jeweiligen Drehlager 64, 66
gegenüberliegenden Seite in dem Untergrund 56 verankert. Dabei sind verschiedene, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Verankerungen denkbar. Eine Verankerung ist dabei grundsätzlich abhängig von einer Beschaffenheit des Untergrunds 56. Die Lagereinheit 28 weist zu einer untergrundunabhängigen Verankerung zwei
Grundfixiereinheiten 34, 36 auf. Die Grundfixiereinheiten 34, 36 sind dazu vorgesehen, die Lagereinheit 28 positionsfest zu fixieren. Die Grundfixiereinheiten 34, 36 sind auf beiden Seiten der Lagerböcke 60, 62 angeordnet. Die Grundfixiereinheiten 34, 36 sind gegenüber der Drehachse 30 auf beiden Seiten der Lagerböcke 60, 62 angeordnet.
Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Anordnung denkbar. Die Grundfixiereinheiten 34, 36 sind jeweils identisch ausgebildet. Die Grundfixiereinheiten 34, 36 sind jeweils als ein Gewichtsfundament ausgebildet. Die Grundfixiereinheiten 34, 36 sind jeweils von einem rechteckigen Behälter gebildet. Die Grundfixiereinheiten 34, 36 weisen jeweils einen Aufnahmebereich 38, 40 auf, der zu einer Aufnahme einer beliebigen Bausubstanz 42 vorgesehen ist. Die Aufnahmebereiche 38, 40 der Grundfixiereinheit 34, 36 sind jeweils rechteckig ausgebildet. Die Seiten sowie ein Boden der Aufnahmebereiche 38, 40 sind jeweils durch Wandungen 68, 70 der jeweiligen Grundfixiereinheit 34, 36 begrenzt. Die Wandungen 68, 70 der
Grundfixiereinheiten 34, 36 bestehen jeweils aus einem Blech. Die Wandungen 68, 70 der Grundfixiereinheiten 34, 36 bestehen jeweils aus einem Trapezblech. Die Wandungen 68, 70 der Grundfixiereinheiten 34, 36 sind jeweils über ein Gestell miteinander vernietet. Der Aufnahmebereich 38, 40 der Grundfixiereinheit 34, 36 ist zudem mit einer nicht weiter sichtbaren Folie ausgelegt, um eine sichere Aufnahme der Bausubstanz 42 zu
gewährleisten. Die nicht weiter sichtbare Folie ist von einer PE-Folie gebildet. Die
Grundfixiereinheiten 34, 36 sind jeweils an die Lagerböcke 60, 62 der Lagereinheit 28 angeschraubt. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Verbindung denkbar. Eine Größe der Aufnahmebereiche 38, 40 ist dabei an - -
ein Gewicht bzw. eine Dichte der Bausubstanz sowie an statische Anforderungen der Solarvorrichtung 12 angepasst. Die Grundfixiereinheiten 34, 36 sind, insbesondere für einen Transport, stapelbar ausgebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass die Grundfixiereinheiten 34, 36 in einem zumindest teilweise demontierten Zustand angeliefert werden und vor Ort lediglich vernietet werden müssen.
Das Sonnenstandsnachführsystem 10 ist dazu vorgesehen, die beweglich gelagerten Module 14 der Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' in einem Freiheitsgrad relativ zu einem Sonnenstand automatisch auszurichten. Eine Ausrichtung gegenüber der Sonne erfolgt dabei anhand einer Uhr- und Jahreszeit. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine sensorgestützte Ausrichtung der Module 14 denkbar. Das Sonnenstandsnachführsystem 10 richtet die beweglich gelagerten Module 14 der Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' durch Verdrehen der Module 14 um die Drehachse 30 aus. Das
Sonnenstandsnachführsystem 10 weist eine nicht weiter sichtbare Recheneinheit auf, über welche eine Verdrehung der Module 14 automatisch gesteuert wird. Das Sonnenstandsnachführsystem 10 weist dazu ferner eine Nachführvorrichtung 16 auf. Die Nachführvorrichtung 16 weist eine Antriebseinheit 20 auf. Die Antriebseinheit 20 ist von einem Elektromotor gebildet. Die Antriebseinheit 20 wird von der nicht weiter sichtbaren Recheneinheit angesteuert. Die Antriebseinheit 20 bildet einen Teil einer Verstelleinheit 72 der Nachführvorrichtung 16. Die Verstelleinheit 72 weist einen Sockel 74 auf, auf welchem die Antriebseinheit 20 positionsfest angeordnet ist. Die Verstelleinheit 72 ist auf einem Fundament 76 angeordnet. Das Fundament 76 ist von einem
Betonfundament gebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass das Fundament 76 ebenfalls über eine bereits beschriebene Grundfixiereinheit realisiert ist.
Ferner weist die Nachführvorrichtung 16 eine Getriebeeinheit 22 auf, welche zu einer Übersetzung einer Bewegung der Antriebseinheit 20 vorgesehen ist. Die Getriebeeinheit 22 ist zu einer Übersetzung einer Bewegung der Antriebseinheit 20 auf ein
Bewegungsübertragungselement 18 vorgesehen. Die Getriebeeinheit 22 schließt direkt an eine nicht weiter sichtbare Antriebswelle der Antriebseinheit 20 an. Die Getriebeeinheit 22 bildet einen Teil der Verstelleinheit 72. Die Getriebeeinheit 22 ist als ein
Kugelgewindetrieb ausgebildet. Die Getriebeeinheit 22 weist daher nicht weiter sichtbar eine Spindel und eine Spindelmutter auf. Zwischen der Spindel und der Spindelmutter sind Wälzkörper angeordnet, welche in dem Gewinde der Spindel sowie in Laufrillen der - -
Spindelmutter abrollen. Die Wälzkörper sind als Kugeln ausgebildet. Die Antriebswelle der Antriebseinheit 20 ist drehfest mit der Spindel der Getriebeeinheit 22 ausgebildet. Die Spindelmutter ist gegenüber einem Getriebegehäuse der Getriebeeinheit 22 drehfest angeordnet und linear geführt. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass eine Bewegung der Antriebswelle mittels einer weiteren Übersetzungsstufe auf die Spindel übertragen wird. Ferner wäre grundsätzlich auch denkbar, dass eine Bewegung der Antriebswelle direkt oder über eine Übersetzungsstufe auf die Spindelmutter der
Getriebeeinheit 22 übertragen wird. Die Getriebeeinheit 22 ist selbsthemmend
ausgebildet. Die Getriebeeinheit 22 ist bei einem Krafteintrag aus Richtung der
Spindelmutter selbsthemmend ausgebildet. Die Getriebeeinheit 22 kann daher lediglich aus Richtung der Antriebseinheit 20 angetrieben werden.
Des Weiteren weist die Nachführvorrichtung 16 ein Bewegungsübertragungselement 18 auf. Das Bewegungsübertragungselement 18 ist, zu einer Veränderung eines
Lageparameters der Module 14 abhängig von einem Sonnenstand, dazu vorgesehen, eine Bewegung einer Antriebseinheit 20 auf die Module 14 zu übertragen. Das
Bewegungsübertragungselement 18 ist dazu mit der Getriebeeinheit 22 verbunden. Das Bewegungsübertragungselement 18 ist dazu mit einer Abtriebsseite der Getriebeeinheit 22 verbunden. Das Bewegungsübertragungselement 18 ist mit der Spindelmutter der Getriebeeinheit 22 verbunden. Das Bewegungsübertragungselement 18 der
Nachführvorrichtung 16 ist als biegeschlaffes Bauteil ausgebildet. Das
Bewegungsübertragungselement 18 der Nachführvorrichtung 16 ist als Seil ausgebildet. Das Bewegungsübertragungselement 18 der Nachführvorrichtung 16 ist als Stahlseil bzw. als Drahtseil ausgebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausbildung des Bewegungsübertragungselements 18 denkbar, wie beispielsweise als Kette oder Band. Das Bewegungsübertragungselement 18 der Nachführvorrichtung 16 weist einen Durchmesser von ca. 16 mm auf. Grundsätzlich ist jedoch auch eine alternative Dimensionierung denkbar.
Das Bewegungsübertragungselement 18 ist als ein umlaufendes
Bewegungsübertragungselement ausgebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine alternative Ausgestaltung denkbar. Das Bewegungsübertragungselement 18 ist dazu an beiden Enden jeweils an einer Umlenkrolle 78, 80 um 180° umgelenkt. Die erste
Umlenkrolle 78 bildet einen Teil der Verstelleinheit 72. Die erste Umlenkrolle 78 ist - -
positionsfest an einem Gestell 82 der Verstelleinheit 72 angeordnet. Das Gestell 82 ist auf dem Fundament 76 der Verstelleinheit 72 befestigt. Die zweite Umlenkrolle 80 ist teilweise beweglich angeordnet. Die zweite Umlenkrolle 80 bildet einen Teil einer Umlenkeinheit 24. Die Nachführvorrichtung 16 weist die Umlenkeinheit 24 auf. Die Umlenkeinheit 24 ist auf einer der Antriebseinheit 20 gegenüberliegenden Seite der Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' angeordnet. Die Umlenkeinheit 24 ist auf einer der Verstelleinheit 72
gegenüberliegenden Seite der Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' angeordnet. Die Umlenkeinheit 24 ist auf einem Fundament 84 angeordnet. Das Fundament 84 ist von einem Betonfundament gebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass das Fundament 84 ebenfalls über eine bereits beschriebene Grundfixiereinheit realisiert ist. Die Umlenkeinheit 24 weist eine Spannvorrichtung 26 auf. Die Spannvorrichtung 26 ist dazu vorgesehen, das Bewegungsübertragungselement 18 mit einer konstanten Kraft FSp zu beaufschlagen. Die Spannvorrichtung 26 ist dazu mit der zweiten Umlenkrolle 80 verbunden. Die Spannvorrichtung 26 weist einen Flaschenzug 86 auf. Der Flaschenzug 86 ist mit einem ersten Ende mit der Umlenkrolle 80 verbunden. Mit einem zweiten Ende ist der Flaschenzug 86 über ein Seil mit einem Gewicht 88 der Spannvorrichtung 26. Das Seil wird über eine weitere Umlenkrolle 90 der Umlenkeinheit 24, welche an einem Gestell 92 angeordnet ist, zu dem Gewicht 88 hin nach unten umgelenkt. Das Gewicht 88 hängt an dem Seil und bringt daher eine potentielle Energie auf. Durch den Flaschenzug 86 kann eine Gewichtskraft FG des Gewichts 88 relativ gering ausgeführt werden. Durch die Spannvorrichtung 26 kann daher ein Durchhängen des Bewegungsübertragungselement 18 verhindert werden. Sollte eine Spannung des Bewegungsübertragungselement 18 beispielsweise aufgrund von Ausdehnungen sinken, verringert das Gewicht 88 seine Höhe und erhöht damit die Spannung wieder. Eine Spannung kann daher konstant gehalten werden. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausführung der Spannvorrichtung 26 denkbar. Das Gewicht 88 ist als ein Betonelement ausgebildet. Das Gestellt 92 der Umlenkeinheit 24 ist auf dem Fundament 84 der Umlenkeinheit 24 befestigt.
Ferner weist die Verstelleinheit 72 eine Vorspannvorrichtung 94 auf. Die Enden des Bewegungsübertragungselements 18 sind mittels der Vorspannvorrichtung 94 verbunden und auf eine Vorspannung gebracht. Die Vorspannvorrichtung 94 ist als ein
Gewindespanner ausgebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltung der Vorspannvorrichtung 94 denkbar. - -
Das Bewegungsübertragungselement 18 ist mit jedem Modul 14 der Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' verbunden. Die Module 14 der Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' weisen dazu jeweils einen Befestigungspunkt 32 zu einer Aufnahme des
Bewegungsübertragungselements 18 auf. Das Bewegungsübertragungselement 18 ist an den Befestigungspunkten 32 jeweils eingespannt, sodass eine Relativbewegung unterbunden ist. Die Befestigungspunkte 32 weisen dafür jeweils eine Grundplatte mit darauf angeordneten nicht weiter sichtbaren Schraubklemmen auf. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Fixierung des Bewegungsübertragungselements 18 denkbar. Hierdurch kann durch Lösen der
Einspannung eine Justierung bzw. eine Nachjustierung des Moduls 14 gegenüber dem Bewegungsübertragungselement 18 erreicht werden. Der Befestigungspunkt 32 des Moduls 14 ist außerhalb der Drehachse 30 angeordnet. Ein Abstand zwischen dem Befestigungspunkt 32 und der Drehachse 30 beträgt mehr als 50 cm. Hierdurch kann ein vorteilhaft hohes Drehmoment erreicht werden. Der Befestigungspunkt 32 ist unterhalb der der Drehachse 30 angeordnet. Der Befestigungspunkt 32 liegt in einer geraden Stellung, insbesondere in einer 12-Uhr-Stellung des Moduls 14, annähernd senkrecht unterhalb der Drehachse 30. Der Befestigungspunkt 32 ist an einem oben Ende des Trägers 54 des Tragwerks 52 angeordnet. Der Befestigungspunkt 32 ist nicht weiter sichtbar an den Träger 54 des Tragwerks 52 angeschraubt. Das
Bewegungsübertragungselement 18 ist jeweils lediglich an einem Punkt an jeweils einem der Befestigungspunkte 32 eingespannt. Aufgrund des Umlaufens des
Bewegungsübertragungselements 18 befinden sich jeweils immer zwei Punkte zweier parallel zueinander verlaufender Teile des Bewegungsübertragungselements 18 im Bereich eines Befestigungspunkt 32, es ist jedoch lediglich einer der Punkte des
Bewegungsübertragungselements 18 an dem jeweiligen Befestigungspunkt 32 verklemmt. Das Bewegungsübertragungselement 18 ist in einem montierten Zustand zumindest annähernd vier Meter über dem Untergrund 56 angeordnet. Hierdurch kann insbesondere eine gute Zugänglichkeit des Untergrunds 56 unter dem Bewegungsübertragungselement 18 erreicht werden. So kann der Untergrund 56 vorteilhaft bewirtschaftet, gemäht und/oder gereinigt werden. Zudem werden nicht weiter sichtbare Stromleitungen der Solareinheiten 44 der Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' an dem
Bewegungsübertragungselement 18 befestigt. Hierdurch kann insbesondere eine störungsfreie Anordnung der Stromleitungen gewährleistet werden. Ferner kann auf - -
Erdleitungen verzichtet werden. Erdleitungen sind in der Regel aufgrund ihrer geringen unterirdischen Anordnung anfällig gegen Beschädigungen und zudem teuer.
Die Lageparameter der Module 14 der Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' werden in einem Betrieb über das Bewegungsübertragungselement 18 parallel zu dem jeweils anderen Modul 14 der Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' verändert.
Während des Betriebs werden die beweglich gelagerten Module 14 der
Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"', durch Ausübung einer Zugkraft FZug auf das
Bewegungsübertragungselement 18 der Nachführvorrichtung 16 abhängig von einem Sonnenstand verschwenkt. Hierzu wird die Antriebseinheit 20 von der nicht weiter sichtbaren Recheneinheit des Sonnenstandsnachführsystems 10 angesteuert und treibt die Spindel der Getriebeeinheit 22 an. Durch das Drehen der Spindel wird die
Spindelmutter der Getriebeeinheit 22 tangential auf der Spindel verschoben. Aufgrund der Verbindung der Spindelmutter mit dem Bewegungsübertragungselement 18 wird das Bewegungsübertragungselement 18 in einem Punkt tangential verschoben, sodass das Bewegungsübertragungselement 18 im Gesamten eine umlaufende Bewegung macht. Hierdurch wird die Zugkraft FZug auf die Module 14 aufgebracht, welche mit dem
Bewegungsübertragungselement 18 verklemmt sind. Das Modul 14 wird während eines Betriebs in einem Drehradius von 60° um die Drehachse 30 verdreht. Eine Mittelstellung - wie dies in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist - definiert eine Längengradstellung des Moduls 14. In der Längengradstellung des Moduls 14 ist die Unterkante des Moduls 14 bzw. die Unterkante der Solareinheit 44 waagerecht und senkrecht zu einem Längengrad ausgerichtet. In den Figuren 3 und 4 ist zudem eine Endstellung des Moduls 14 gestrichelt angedeutet.
Bei einer Inbetriebnahme des Sonnenstandsnachführsystems 10 muss eine Ebene, auf welcher das Sonnenstandsnachführsystem 10 aufgestellt wird zumindest teilweise planiert werden. Anschließend werden die Fundamente 76, 84 für die Verstelleinheit 72 und die Umlenkeinheit 24 gegossen und die Verstelleinheit 72 und die Umlenkeinheit 24 darauf montiert. Danach werden die Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' aufgestellt und die Aufnahmebereiche 38, 40 der Grundfixiereinheiten 34, 36 der Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' mit dem bei der Planierung anfallenden Bausubstanz 42 gefüllt. Anschließend kann das Bewegungsübertragungselement 18 zwischen der Verstelleinheit 72 und der Umlenkeinheit 24 gespannt werden. Darauffolgend werden die Module 14 der - -
Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' parallel ausgerichtet und das
Bewegungsübertragungselement 18 an den Befestigungspunkten 32 eingespannt.
Dadurch dass das Bewegungsübertragungselement 18 der Nachführvorrichtung 16 als biegeschlaffes Bauteil ausgebildet ist, können mittels des das
Bewegungsübertragungselements 18 sowohl unterschiedliche Höhen der
Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"', insbesondere durch das Terrain bedingt, als auch Kurven zwischen den Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' realisiert werden. Zudem können auch unterschiedliche Abstände der Solarvorrichtungen 12, 12', 12", 12"' direkt vor Ort realisiert werden. Das Sonnenstandsnachführsystem 10 kann so vorteilhaft an die örtlichen Gegebenheiten individuell angepasst werden, insbesondere ohne vorab eine detaillierte Vermessung durchführen zu müssen.

Claims

Ansprüche
1 . Sonnenstandsnachführsystem, insbesondere Solar-Tracking-System, mit
zumindest einer Solarvorrichtung (12, 12', 12", 12"'), welche zumindest ein beweglich gelagertes Modul (14) aufweist, und mit einer Nachführvorrichtung (16), welche zumindest ein Bewegungsübertragungselement (18) aufweist, welches zu einer Veränderung eines Lageparameter des zumindest einen Moduls (14) abhängig von einem Sonnenstand dazu vorgesehen ist, eine Bewegung einer Antriebseinheit (20) auf das zumindest eine Modul (14) zu übertragen,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Bewegungsübertragungselement (18) der Nachführvorrichtung (16) als biegeschlaffes Bauteil ausgebildet ist.
2. Sonnenstandsnachführsystem nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Bewegungsübertragungselement (18) der Nachführvorrichtung (16) als Seil ausgebildet ist.
3. Sonnenstandsnachführsystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Nachführvorrichtung (16) zumindest eine Getriebeeinheit (22) aufweist, welche zu einer Übersetzung einer Bewegung der Antriebseinheit (20) auf das Bewegungsübertragungselement (18) vorgesehen ist.
4. Sonnenstandsnachführsystem nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zumindest eine Getriebeeinheit (22) als ein Kugelgewindetrieb ausgebildet ist.
Sonnenstandsnachführsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Nachführvorrichtung (16) zumindest eine Umlenkeinheit (24) aufweist, welche auf einer der Antriebseinheit (20) gegenüberliegenden Seite der zumindest einen Solarvorrichtung (12, 12', 12", 12"') angeordnet ist. 6. Sonnenstandsnachführsystem nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zumindest eine Umlenkeinheit (24) zumindest eine Spannvorrichtung (26) aufweist, welche dazu vorgesehen ist, das Bewegungsübertragungselement (18) mit einer konstanten Kraft (FSp) zu beaufschlagen.
Sonnenstandsnachführsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die zumindest eine Solarvorrichtung (12, 12', 12", 12"') eine Lagereinheit (28) aufweist, über welche das zumindest eine Modul (14) um eine Drehachse (30) drehbar ausgebildet ist.
Sonnenstandsnachführsystem nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Modul (14) der zumindest einen Solarvorrichtung (12, 12', 12", 12"') zumindest einen Befestigungspunkt (32) zu einer Aufnahme des
Bewegungsübertragungselement (18) aufweist, der außerhalb der Drehachse (30) angeordnet ist.
9. Sonnenstandsnachführsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
zumindest zwei Solarvorrichtungen (12', 12", 12"'), welche jeweils zumindest ein beweglich gelagertes Modul (14) aufweisen, dessen Lageparameter über das Bewegungsübertragungselement (18) parallel veränderbar sind.
10. Nachführvorrichtung eines Sonnenstandsnachführsystems (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
1 1 . Solarvorrichtung eines Sonnenstandsnachführsystems (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
gekennzeichnet durch
zumindest eine Lagereinheit (28), welche zumindest eine Grundfixiereinheit (34, 36) aufweist, welche dazu vorgesehen ist, die Lagereinheit (28) positionsfest zu fixieren, und welche zumindest einen Aufnahmebereich (38, 40) aufweist, der zu einer Aufnahme einer beliebigen Bausubstanz (42) vorgesehen ist.
12. Verfahren zum Betrieb eines Sonnenstandsnachführsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zumindest eine beweglich gelagertes Modul (14) der zumindest einen Solarvorrichtung (12, 12', 12", 12"'), durch Ausübung einer Zugkraft (FZug) auf das zumindest eine Bewegungsübertragungselement (18) der
Nachführvorrichtung (16) abhängig von einem Sonnenstand verschwenkt wird.
PCT/EP2016/073997 2015-10-08 2016-10-07 Sonnenstandsnachführsystem WO2017060424A1 (de)

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