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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Solarvorrichtung zur Aufnahme und/oder Weiterleitung von Solarstrahlung, welche beispielsweise in einem Solarkraftwerk zum Einsatz kommt.
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Verschiedene Arten von Solarvorrichtungen sind beispielsweise aus den nachfolgend aufgelisteten Druckschriften und Veröffentlichungen sowie aus den darin zitierten Druckschriften und Veröffentlichungen bekannt:
- Veröffentlichung A. Pfahl et al. „Progress in heliostat development, Solar Energy 152“; Veröffentlichung D. Bonnelle „Rotating a heliostats field around a tower to track the sun, Proceedings of the 17th SolarPACES International Symposium 2011“; Veröffentlichung P.Cádiz et al. „Shadowing and Blocking Effect Optimization for a Variable Geometry Heliostat Field, Energy Procedia 69“; US 4,129,360 ; US 4,365,618 ; US 7,380,549 B1 ; US 5,787,878 .
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Solarvorrichtung bereitzustellen, welche einfach und kostengünstig aufgebaut ist. Insbesondere soll eine Solarvorrichtung bereitgestellt werden, welche möglichst variabel einsetzbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Solarvorrichtung zur Aufnahme und/oder Weiterleitung von Solarstrahlung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Solarvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Basis und ein an der Basis der Solarvorrichtung angeordnetes und mit Solarstrahlung beaufschlagbares Solarelement.
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Die Solarvorrichtung umfasst ferner insbesondere eine an der Basis angeordnete Verlagerungseinrichtung.
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Die Solarvorrichtung ist vorzugsweise mittels der Verlagerungseinrichtung auf einem Boden, insbesondere automatisiert, frei verlagerbar.
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Vorzugsweise kann die Solarvorrichtung somit besonders einfach zur Anpassung einer Position der Solarvorrichtung, insbesondere des Solarelements, an eine aktuelle Sonnenposition auf einem Boden verlagert werden.
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Vorzugsweise ist die Verlagerungseinrichtung zur Anpassung einer Position der Solarvorrichtung auf einem Boden an eine aktuelle Sonnenposition ausgebildet.
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Die Solarvorrichtung ist mittels der Verlagerungseinrichtung am Boden insbesondere omnidirektional bewegbar.
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Die Solarvorrichtung ist vorzugsweise mittels der Verlagerungseinrichtung ortsungebunden verlagerbar.
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Die Basis ist insbesondere eine Plattform.
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Unter einem Boden wird im Rahmen dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche ein insbesondere befahrbarer Untergrund verstanden.
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Die Solarvorrichtung umfasst ferner vorzugsweise eine Trägervorrichtung zur Aufnahme des Solarelements.
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Die Solarvorrichtung umfasst ferner insbesondere eine Bewegungsvorrichtung zur Bewegung der Trägervorrichtung samt des daran angeordneten Solarelements zur Anpassung der Ausrichtung des Solarelements an eine aktuelle Sonnenposition.
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Die Trägervorrichtung ist vorzugsweise an der Basis angeordnet.
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Die Trägervorrichtung ist insbesondere auf einer in Schwerkraftrichtung oberen Seite der Basis, insbesondere auf einer in Schwerkraftrichtung oberen Seite der Plattform, angeordnet.
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Die Verlagerungseinrichtung ist vorzugsweise auf einer in Schwerkraftrichtung unteren Seite der Basis, insbesondere auf einer Schwerkraftrichtung unteren Seite der Plattform, angeordnet.
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Die Bewegungsvorrichtung umfasst vorzugsweise einen Elevationsantrieb zum Verkippen des Solarelements um eine horizontale Achse.
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Die Basis und/oder die Plattform ist vorzugsweise dreieckförmig ausgebildet.
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Bei einer dreieckförmigen Basis dienen zwei Ecken der Basis vorzugsweise der Anbindung zweier Eckbereiche des Solarelements. Die weitere Ecke der insbesondere dreieckförmigen Basis dient vorzugsweise der Anordnung eines tragenden Elements und/oder des Elevationsantriebs zum Verkippen des Solarelements um eine horizontale Achse.
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Das Solarelement ist vorzugsweise bodennah gelagert, insbesondere mittels der Bewegungsvorrichtung bodennah gelagert.
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In Bodennähe herrschen vorzugsweise geringe Windgeschwindigkeiten, insbesondere ist eine Vertikalkomponente großer Luftwirbel gering, so dass eine Windlast, welche auf das Solarelement wirkt, gering ausfällt.
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Ein maximaler Abstand des Solarelements von einem Boden beträgt vorzugsweise höchstens ungefähr die Hälfte, insbesondere höchstens ungefähr ein Drittel, vorzugsweise höchstens ungefähr ein Fünftel, einer maximalen Höhe oder Breite oder Länge des Solarelements.
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Günstig kann es sein, wenn das Solarelement bezüglich einer Querrichtung und/oder einer Längsrichtung mittig und/oder an mindestens zwei Eckbereichen gelagert ist.
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Beispielsweise ist das Solarelement mittig an einer Seitenkante und an zwei Eckbereichen gelagert, wobei die Eckbereiche keine Eckbereiche derjenigen Seitenkante sind, an welcher das Solarelement gelagert ist.
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Das Solarelement ist vorzugsweise mittels einer Dreipunktlagerung gelagert.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Bewegungsvorrichtung eine Schwenkvorrichtung umfasst, mittels welcher das Solarelement derart bewegbar ist, dass ein Massenschwerpunkt des Solarelements angehoben oder abgesenkt wird, wenn das Solarelement bewegt, insbesondere geschwenkt wird.
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Eine horizontale Schwenkachse, um welche das Solarelement schwenkbar ist, ist vorzugsweise im Bereich einer unteren Kante des Solarelements angeordnet.
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Eine Lagerung und/oder Abstützung des Solarelements erfolgt vorzugsweise in zumindest einem Lagerpunkt über einen Hebelarm, insbesondere ein tragendes Element und/oder ein Stützelement.
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Ein Elevationsantrieb zum Anheben und/oder Schwenken des Solarelements umfasst vorzugsweise einen Antriebsmotor, beispielsweise einen Elektromotor. Ferner ist vorzugsweise ein Ketten- oder Riemenantrieb vorgesehen, wobei eine Kette bzw. ein Riemen ein Antriebselement des Elevationsantriebs bildet. Das Antriebselement ist vorzugsweise als ein umlaufendes, ringförmig geschlossenes Antriebselement ausgebildet. Insbesondere ist das tragende Element oder das Stützelement als ein U-Profil ausgebildet, in welchem das Antriebselement bewegbar gelagert ist.
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Das Antriebselement ist vorzugsweise fest mit der Trägervorrichtung oder dem Solarelement, insbesondere mittig im Bereich einer Seitenkante, verbunden, so dass durch eine Bewegung des Antriebselements das Solarelement bewegt, insbesondere geschwenkt, werden kann.
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Das tragende Element, insbesondere das Stützelement, ist vorzugsweise schwenkbar an der Basis der Solarvorrichtung angeordnet.
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Mittels des Elevationsantriebs ist das Solarelement vorzugsweise längs des tragenden Elements, insbesondere des Stützelements, bewegbar.
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Zum Antreiben des Antriebselements umfasst der Elevationsantrieb vorzugsweise eine oder mehrere Getriebestufen, beispielsweise Kettengetriebestufen.
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Das Solarelement ist beispielsweise ein Spiegel.
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Alternativ oder ergänzend dazu kann vorgesehen sein, dass das Solarelement ein Photovoltaikelement ist.
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Die Solarvorrichtung ist vorzugsweise als eine Heliostatvorrichtung oder als ein Solartracker ausgebildet oder umfasst eine Heliostatvorrichtung oder einen Solartracker.
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Die Solarvorrichtung umfasst vorzugsweise einen Azimutantrieb zum Verlagern der Solarvorrichtung auf dem Boden.
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Die Verlagerungseinrichtung bildet insbesondere einen Azimutantrieb.
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Der Elevationsantrieb umfasst vorzugsweise einen Hubmechanismus zum Anheben des Solarelements. Der Hubmechanismus ist beispielsweise als Scherenmechanismus ausgebildet.
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Bei einer Ausgestaltung der Solarvorrichtung ist vorgesehen, dass die Verlagerungseinrichtung einen Verlagerungsantrieb zum automatisierten Verlagern der Solarvorrichtung umfasst, wobei der Verlagerungsantrieb insbesondere einen oder mehrere Antriebsmotoren umfasst.
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Vorzugsweise ist die Solarvorrichtung mittels der Verlagerungseinrichtung automatisiert, insbesondere selbstfahrend, verfahrbar und/oder automatisiert verlagerbar.
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Der Verlagerungsantrieb umfasst vorzugsweise wenigstens ein angetriebenes und/oder antreibbares Rad.
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Der Verlagerungsantrieb umfasst insbesondere zwei oder mehrere, insbesondere unabhängig voneinander angetriebene und/oder antreibbare Räder.
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Die Verlagerungseinrichtung kann beispielsweise als Dreirad ausgebildet sein. Die Verlagerungseinrichtung umfasst dabei vorzugsweise ein erstes Rad, welches um eine vertikale Achse, das heißt eine in etwa parallel zur Schwerkraftrichtung verlaufende Achse, lenkbar ist, sowie zwei hintere, vorzugsweise starre, Räder. Vorzugsweise ist das vordere Rad antreibbar und umfasst den Verlagerungsantrieb. Alternativ oder ergänzend hierzu sind die hinteren Räder antreibbar und umfassen den Verlagerungsantrieb.
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Alternativ oder ergänzend dazu ist es insbesondere möglich, dass die Verlagerungseinrichtung zwei unabhängig voneinander angetriebene und/oder antreibbare Räder oder zwei gemeinsam angetriebene oder antreibbare Räder umfasst, wobei ein drittes Rad vorgesehen ist, welches nicht angetrieben und/oder antreibbar ist, jedoch lenkbar ausgebildet ist.
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Wenn die Verlagerungseinrichtung wenigstens ein angetriebenes und/oder antreibbares Rad umfasst, wird die Solarvorrichtung vorzugsweise derart verfahren, dass ein lenkbares Rad an einem östlichen Punkt der Solarvorrichtung angeordnet ist. Vorzugsweise kann die Solarvorrichtung somit besonders einfach in einer östlichen Richtung verfahren werden, insbesondere zum Anpassen einer Ausrichtung der Solarvorrichtung an eine aktuelle Sonnenposition.
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Günstig kann es sein, wenn die Verlagerungseinrichtung drei unabhängig voneinander angetriebene oder antreibbare Räder umfasst, wobei die drei unabhängig voneinander angetriebenen oder antreibbaren Räder insbesondere unabhängig voneinander lenkbar sind.
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Der Verlagerungsantrieb umfasst vorzugsweise einen oder mehrere, insbesondere wenigstens zwei, Kettenantriebe und/oder Raupenantriebe.
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Die Kettenantriebe und/oder Raupenantriebe sind insbesondere unabhängig voneinander angetrieben und/oder antreibbar.
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Vorzugsweise sind die Kettenantriebe und/oder Raupenantriebe insbesondere gegenläufig antreibbar. Vorzugsweise kann somit ein Drehen der Solarvorrichtung auf der Stelle ermöglicht werden.
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Die Kettenantriebe und/oder Raupenantriebe umfassen vorzugsweise ein Kettenlaufwerk. Das Kettenlaufwerk umfasst insbesondere eine Gleiskette und/oder ein Raupenband.
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Vorzugsweise sind der eine oder die mehreren Antriebsmotoren des Verlagerungsantriebs Elektromotoren oder pneumatische Motoren.
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Günstig kann es sein, wenn der Verlagerungsantrieb einen Laufroboter und/oder einen Schreitroboter umfasst.
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Ein derartiger Laufroboter und/oder Schreitroboter umfasst insbesondere mehrere, vorzugsweise mindestens drei, Roboterbeine.
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Die Solarvorrichtung kann mittels eines Laufroboters und/oder eines Schreitroboters insbesondere krabben- und/oder spinnenartig verlagert werden.
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Vorzugsweise kann durch Vorsehen eines Verlagerungsantriebs, welcher einen Laufroboter und/oder einen Schreitroboter umfasst, ein Verlagern der Solarvorrichtung auf einem unebenen Untergrund ermöglicht werden.
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Alternativ oder ergänzend zu einer Verlagerungseinrichtung, welche einen Verlagerungsantrieb umfasst, kann vorgesehen sein, dass eine Schleppvorrichtung zum Verlagern der Solarvorrichtung an einem Boden vorgesehen ist, welche separat von der Solarvorrichtung ausgebildet ist.
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Die Schleppvorrichtung umfasst vorzugsweise einen Schleppantrieb zum Verlagern der Solarvorrichtung, insbesondere zum Verfahren der Solarvorrichtung, an einem Boden.
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Vorzugsweise ist die Schleppvorrichtung mit der Solarvorrichtung koppelbar, insbesondere mittels einer Kupplungseinrichtung. Die Kupplungseinrichtung umfasst insbesondere einen an der Solarvorrichtung angeordneten Kuppelabschnitt und einen an der Schleppvorrichtung angeordneten Kuppelabschnitt, welcher mit dem an der Solarvorrichtung angeordneten Kuppelabschnitt kuppelbar ist.
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Bei einer Ausgestaltung der Solarvorrichtung ist vorgesehen, dass die Solarvorrichtung eine Positionsbestimmungs- und/oder Navigationseinrichtung zur Bestimmung einer Position der Solarvorrichtung am Boden und/oder zur Bestimmung einer aktuellen Sonnenposition umfasst.
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Eine Position der Solarvorrichtung umfasst insbesondere eine Translation und Rotation der Solarvorrichtung relativ zu einem Receiver eines Solarkraftwerks, das heißt eine Ausrichtung der Solarvorrichtung an einem Boden relativ zu einem Receiver eines Solarkraftwerks.
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Die Positionsbestimmungs- und/oder Navigationseinrichtung umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Antennen für ein Satellitennavigationssystem.
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Die Positionsbestimmungs- und/oder Navigationseinrichtung ist vorzugsweise zur Bestimmung einer Position der Solarvorrichtung mittels Photogrammetrie, insbesondere zur Bestimmung einer Position der Solarvorrichtung mittels Nahbereichsphotogrammetrie, ausgebildet.
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Die Positionsbestimmungs- und/oder Navigationseinrichtung umfasst vorzugsweise einen optischen Sensor, welcher zur Erkennung eines oder mehrerer optischer Marker ausgebildet ist.
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Ein optischer Marker ist beispielsweise der Receiver eines Solarkraftwerks, die Sonne und/oder ein anderes Objekt, beispielsweise eine Markerkugel.
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Vorzugsweise ist die Positionsbestimmungs- und/oder Navigationseinrichtung zur Vermeidung einer Kollision einer Solarvorrichtung mit einer weiteren Solarvorrichtung ausgebildet.
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Die Positionsbestimmungs- und/oder Navigationseinrichtung umfasst vorzugsweise eine Kollisionsvermeidungseinrichtung.
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Die Kollisionsvermeidungseinrichtung ist insbesondere ultraschallbasiert, laserbasiert, radarbasiert und/oder kamerabasiert.
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Die Positionsbestimmungs- und/oder Navigationseinrichtung und/oder die Kollisionsvermeidungseinrichtung sind vorzugsweise zur ultraschallbasierten, laserbasierten, radarbasierten und/oder kamerabasierten Entfernungsmessung ausgebildet.
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Insbesondere umfasst die Kollisionsvermeidungseinrichtung eine oder mehrere Sensoreinrichtungen, insbesondere einen Ultraschallsensor, einen Lasersensor, einen Radarsensor und/oder eine Kamera.
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Die Solarvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Steuervorrichtung zur Steuerung der Verlagerungseinrichtung.
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Die Steuervorrichtung ist ferner insbesondere zur Steuerung der Bewegungsvorrichtung ausgebildet.
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Vorzugsweise umfasst die Steuervorrichtung die Positionsbestimmungs- und/oder Navigationseinrichtung.
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Die Steuervorrichtung umfasst insbesondere einen oder mehrere Sensoreinrichtungen, insbesondere einen oder mehrere Winkellagegeber.
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Die eine oder die mehreren Sensoreinrichtungen der Steuervorrichtung sind insbesondere Inertialsensoren, Drehratensensoren und/oder Beschleunigungssensoren.
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Vorzugsweise können somit Verkippungen der Solarvorrichtung aufgrund eines unebenen Bodens und/oder eines unebenen Untergrunds detektiert und anschließend insbesondere ausgeglichen werden. Vorzugsweise ist der Elevationsantrieb derart ansteuerbar, dass die Ausrichtung des Solarelements trotz einer Verkippung der Solarvorrichtung an eine aktuelle Sonnenposition anpassbar ist.
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Die eine oder die mehreren Sensoreinrichtungen der Steuervorrichtung umfassen beispielsweise eine Scaneinrichtung zur Erkennung von Unebenheiten des Bodens. Die Scaneinrichtung umfasst insbesondere eine Lasereinrichtung, welche mittels eines Laserstrahls zur Abtastung eines Bodens ausgebildet ist.
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Vorzugsweise ist die Steuervorrichtung zur drahtlosen Kommunikation ausgebildet und eingerichtet.
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Die Steuervorrichtung umfasst insbesondere ein Kommunikationsmodul.
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Das Kommunikationsmodul ist vorzugsweise zur Kommunikation in einem drahtlosen lokalen Netzwerk (WLAN) ausgebildet und eingerichtet.
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Alternativ oder ergänzend dazu ist das Kommunikationsmodul zur Kommunikation in einem Mobilfunknetz, insbesondere mittels GSM, UMTS oder LTE ausgebildet und eingerichtet.
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Bei einer Ausgestaltung der Solarvorrichtung ist vorgesehen, dass die Solarvorrichtung derart ausgebildet ist, dass mehrere Solarvorrichtungen aufeinander stapelbar und/oder ineinander schiebbar sind. Die Solarvorrichtung ist insbesondere derart ausgebildet und eingerichtet, dass sie stapelbar ist.
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Vorzugsweise ist ein Elevationsantrieb zum Verschwenken des Solarelements um eine horizontale Achse vorgesehen. Der Elevationsantrieb ist insbesondere derart ansteuerbar, dass das Solarelement zum Stapeln der Solarvorrichtungen in eine Stapelposition, insbesondere in eine zumindest näherungsweise vertikale Stapelposition, verschwenkbar ist.
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Vorzugsweise ist das Solarelement in der vertikalen Stapelposition zumindest näherungsweise parallel zur Schwerkraftrichtung ausgerichtet.
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Insbesondere wenn die Solarvorrichtung beispielsweise eine dreieckförmige Basis umfasst, kann erreicht werden, dass mehrere Solarvorrichtungen verschachtelt abstellbar sind. Vorzugsweise wird das Solarelement dazu in die Stapelposition verschwenkt.
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Mehrere Solarvorrichtungen können somit vorzugsweise besonders platzsparend, beispielsweise in einem Schutzgebäude eines Solarkraftwerks, gelagert werden.
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Insbesondere kann ferner ein Transport mehrerer Solarvorrichtungen zu einem Solarkraftwerk, beispielsweise mittels eines Lastkraftwagens, erleichtert werden.
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Bei einer Ausgestaltung der Solarvorrichtung ist vorgesehen, dass die Solarvorrichtung eine insbesondere autarke Energieversorgung umfasst, welche die Solarvorrichtung mit insbesondere elektrischer Energie versorgt.
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Die Energieversorgung umfasst vorzugsweise ein Photovoltaikelement und/oder einen Energiespeicher für elektrische Energie.
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Der Energiespeicher umfasst beispielsweise einen Akkumulator und/oder eine Batte ri e.
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Alternativ oder ergänzend hierzu umfasst der Energiespeicher vorzugsweise einen Superkondensator.
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Der Energiespeicher kann vorzugsweise mittels des Photovoltaikelements und/oder mittels einer zentralen Energieversorgung eines Solarkraftwerks geladen werden. Alternativ oder ergänzend dazu ist es denkbar, dass der Energiespeicher austauschbar ausgebildet ist, insbesondere werkzeuglos austauschbar.
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Die Solarvorrichtung umfasst vorzugsweise jeweils ein Photovoltaikelement. Das Photovoltaikelement wird vorzugsweise durch das Solarelement gebildet oder ist im Bereich des Solarelements angeordnet, insbesondere wenn das Solarelement ein Spiegel ist.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Solarvorrichtung.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mittels welchem eine Solarvorrichtung mit einem möglichst hohen Wirkungsgrad betreibbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.
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Vorzugsweise umfasst das Verfahren Folgendes: Freies Verlagern der Solarvorrichtung auf einem Boden mittels einer Verlagerungseinrichtung.
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Das Verfahren umfasst dabei insbesondere eine Anpassung der Ausrichtung eines Solarelements der Solarvorrichtung an eine aktuelle Sonnenposition.
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Das Verfahren umfasst insbesondere eine Anpassung der Ausrichtung des Solarelements um eine vertikale Achse mittels der Verlagerungseinrichtung.
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Eine vertikale Achse ist vorzugsweise eine in Schwerkraftrichtung verlaufende Achse.
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Das Verfahren umfasst insbesondere eine Anpassung der Ausrichtung des Solarelements durch Schwenken des Solarelements mittels einer Bewegungsvorrichtung, insbesondere um eine horizontale Achse.
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Eine horizontale Achse ist insbesondere eine senkrecht zur Schwerkraftrichtung verlaufende Achse.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Solarkraftwerk.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die weitere Aufgabe zugrunde, ein Solarkraftwerk bereitzustellen, welches einfach und kostengünstig aufgebaut ist. Das Solarkraftwerk soll insbesondere einen möglichst hohen Wirkungsgrad aufweisen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Solarkraftwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
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Das Solarkraftwerk umfasst vorzugsweise mindestens einen Receiver und eine oder mehrere Solarvorrichtungen, mittels welcher Solarstrahlung auf den mindestens einen Receiver weiterleitbar ist.
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Der Receiver ist insbesondere als Absorber ausgebildet, wobei im Receiver und/oder Absorber ein Wärmeträgermedium mittels von der einen oder den mehreren Solarvorrichtungen weitergeleiteter Solarstrahlung erhitzbar ist. Erhitztes Wärmeträgermedium ist zum Verdampfen von Wasser nutzbar, wobei Dampf zum Antreiben einer Dampfturbine nutzbar ist.
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Die eine oder die mehreren Solarvorrichtungen des Solarkraftwerks sind insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet.
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Vorzugsweise ist das Solarkraftwerk ein solarthermisches Kraftwerk.
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Die eine oder die mehreren Solarvorrichtungen sind insbesondere Heliostatvorrichtungen. Die Solarelemente der einen oder der mehreren Solarvorrichtungen sind insbesondere Spiegel.
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Alternativ oder ergänzend dazu ist das Solarkraftwerk ein Konzentrator-Photovoltaik- Kraftwerk.
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Das Solarkraftwerk umfasst vorzugsweise wenigstens mehrere hundert, insbesondere wenigstens mehrere tausend Solarvorrichtungen.
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Vorzugsweise umfasst das Solarkraftwerk einen Boden, auf welchem die Solarvorrichtungen verlagerbar sind.
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Der Boden umfasst vorzugsweise einen verdichteten Untergrund. Der Boden ist insbesondere durch Beimischen von Zement, anschließendes Bewässern und/oder Verdichten und/oder anschließendes Aushärten befahrbar gemacht worden.
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Das Solarkraftwerk umfasst vorzugsweise eine Verlagerungsfläche, innerhalb derer die Solarvorrichtungen, insbesondere frei, verlagerbar sind.
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Die Solarvorrichtungen bilden auf der Verlagerungsfläche vorzugsweise ein Solarvorrichtungsfeld, insbesondere ein Heliostatenfeld.
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Das Solarvorrichtungsfeld umfasst insbesondere eine Feldfläche.
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Vorzugsweise ist die Feldfläche des Solarvorrichtungsfelds durch Verlagern der Solarvorrichtungen innerhalb der Verlagerungsfläche änderbar, insbesondere vergrößerbar und/oder verkleinerbar.
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Das Solarvorrichtungsfeld ist insbesondere innerhalb der Verlagerungsfläche verlagerbar.
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Vorzugsweise kann ein Solarkraftwerk mit reduziertem Installationsaufwand, insbesondere mit einem reduzierten Installationsaufwand für Fundamente, Verkabelung und/oder Kalibrierung, bereitgestellt werden.
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Bei einer Ausgestaltung des Solarkraftwerks ist vorgesehen, dass das Solarkraftwerk ein Steuersystem zum Steuern einzelner, mehrerer oder aller Solarvorrichtungen des Solarkraftwerks umfasst, wobei insbesondere einzelne Positionen der Solarvorrichtungen relativ zueinander und/oder einzelne Positionen der Solarvorrichtungen relativ zum Receiver mittels des Steuersystems koordinierbar sind.
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Das Steuersystem ist vorzugsweise ein Leitsystem, insbesondere zum Steuern der Verlagerungseinrichtungen und/oder der Bewegungsvorrichtungen der einen oder mehreren Solarvorrichtungen.
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Das Steuersystem ist vorzugsweise zur Kommunikation mit Steuervorrichtungen der Solarvorrichtungen ausgebildet und eingerichtet.
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Das Steuersystem und/oder die Steuervorrichtungen der Solarvorrichtungen sind insbesondere zur drahtlosen Kommunikation ausgebildet und eingerichtet.
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Vorzugsweise umfassen das Steuersystem und/oder die Steuervorrichtungen der Solarvorrichtungen ein Kommunikationsmodul, insbesondere zur drahtlosen Kommunikation.
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Das Kommunikationsmodul ist vorzugsweise zur Kommunikation in einem drahtlosen lokalen Netzwerk (WLAN) ausgebildet und eingerichtet.
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Alternativ oder ergänzend dazu ist das Kommunikationsmodul insbesondere zur Kommunikation in einem Mobilfunknetz, insbesondere mittels GSM, UMTS oder LTE ausgebildet und eingerichtet.
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Bei einer Ausgestaltung des Solarkraftwerks ist vorgesehen, dass das Solarkraftwerk eine Fördervorrichtung zum Fördern einer oder mehrerer Solarvorrichtungen umfasst.
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Die Fördervorrichtung umfasst vorzugsweise ein oder mehrere Förderbänder.
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Alternativ oder ergänzend dazu umfasst die Fördervorrichtung einen Schleppförderer, insbesondere einen Schleppförderer mit einer oder mehreren Förderplattformen.
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Alternativ oder ergänzend dazu umfasst die Fördervorrichtung einen Rollenförderer und/oder einen Kettenförderer.
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Die Fördervorrichtung ist vorzugsweise fächer- und/oder sternförmig ausgebildet und umfasst insbesondere zwei oder mehr Fördereinrichtungen.
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Die Fördereinrichtungen sind vorzugsweise zum Fördern von Solarvorrichtungen in einer Richtung hin zum Receiver des Solarkraftwerks und in einer Richtung weg vom Receiver des Solarkraftwerks ausgebildet.
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Vorzugsweise sind die Fördereinrichtungen auf einer der Sonne abgewandten Seite des Receivers des Solarkraftwerks angeordnet.
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Die Fördereinrichtungen erstrecken sich insbesondere radial vom Receiver weg. Vorzugsweise schließen die Fördereinrichtungen einen Winkel ein.
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Die Fördereinrichtungen sind beispielsweise Schleppförderer, Rollenförderer, Kettenförderer und/oder Förderbänder.
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Unter einer der Sonne abgewandten Seite des Receivers wird im Rahmen dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche insbesondere eine Seite verstanden, auf welcher die eine oder die mehreren Solarvorrichtungen des Solarkraftwerks auf einem Boden verlagert werden, um Sonnenlicht mittels des Solarelements der Solarvorrichtungen, insbesondere mittels eines Spiegels, zum Receiver weiterzuleiten.
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Vorzugsweise sind die Solarvorrichtungen mittels ihrer Verlagerungseinrichtungen mit einer ersten Geschwindigkeit verlagerbar. Vorzugsweise sind die Solarvorrichtungen mittels der Fördervorrichtung mit einer zweiten Geschwindigkeit verlagerbar, welche insbesondere größer ist als die erste Geschwindigkeit. Vorzugsweise können die Solarvorrichtungen somit mittels der Fördervorrichtung schneller bewegt werden als mittels der Verlagerungseinrichtungen der Solarvorrichtungen.
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Bei einer Ausgestaltung des Solarkraftwerks ist vorgesehen, dass der Receiver zur Anpassung seiner Ausrichtung an eine aktuelle Sonnenposition nachführbar ausgebildet ist.
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Der Receiver ist insbesondere durch Verdrehen um eine Receiverdrehachse und/oder durch Verschwenken um eine Receiverschwenkachse nachführbar ausgebildet.
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Die Receiverdrehachse ist insbesondere parallel zur Schwerkraftrichtung angeordnet.
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Die Receiverschwenkachse ist insbesondere horizontal, das heißt senkrecht zur Schwerkraftrichtung, angeordnet.
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Bei einer Ausgestaltung des Solarkraftwerks ist vorgesehen, dass das Solarkraftwerk eine oder mehrere Schutzeinrichtungen zum Schutz der Solarvorrichtungen, insbesondere ein oder mehrere Schutzgebäude, beispielsweise eine Halle, zum Schutz der Solarvorrichtungen vor äußeren Einflüssen, insbesondere vor Witterungseinflüssen, umfasst, wobei die Solarvorrichtungen der Schutzvorrichtung insbesondere mittels der Verlagerungseinrichtung zuführbar sind.
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Unter äußeren Einflüssen werden im Rahmen dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche insbesondere Witterungseinflüsse und Einflüsse aufgrund von Verschmutzungen, beispielsweise durch Staub, Sand und/oder Schlamm, verstanden.
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Unter Witterungseinflüssen werden im Rahmen dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche insbesondere klimatische oder wetterbedingte Einflüsse verstanden, beispielsweise Kälte, Hitze, Regen, Sturm, Hagel, Gewitter, insbesondere Blitzeinschlag.
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Vorzugsweise kann somit vermieden werden, dass die Solarvorrichtungen für extreme Wetter- und Umgebungsbedingungen ausgelegt werden müssen. Vorzugsweise können die Solarvorrichtungen bei extremen Wetter- und Umgebungsbedingungen in das Schutzgebäude verlagert werden. Die Solarvorrichtungen können somit vorzugsweise einfacher und kostengünstiger ausgelegt werden. Insbesondere kann eine tragende Struktur der Solarvorrichtung leichter dimensioniert werden. Vorzugsweise können ferner leichtere Antriebe verwendet werden.
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Günstig kann es sein, wenn eine oder mehrere Solarvorrichtungen, insbesondere alle Solarvorrichtungen, des Solarkraftwerks im Schutzgebäude aufnehmbar sind. Das Schutzgebäude umfasst insbesondere einen Schutzraum zur Aufnahme der einen oder der mehreren Solarvorrichtungen.
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Alternativ oder ergänzend dazu ist das Schutzgebäude eine Windschutzeinrichtung.
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Eine Windschutzeinrichtung ist beispielsweise ein Windfang und/oder eine Windschutzwand. Vorzugsweise können die Solarvorrichtungen aufgrund der Windschutzeinrichtung insgesamt mit einer geringeren Masse ausgeführt werden, da Sie im Falle von starkem Wind durch die Windschutzeinrichtung geschützt sind.
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Das Schutzgebäude ist insbesondere zumindest näherungsweise winddicht und/oder zumindest näherungsweise staubdicht und/oder zumindest näherungsweise wasserdicht verschließbar. Vorzugsweise kann somit ein zuverlässiger Schutz der einen oder der mehreren Solarvorrichtungen ermöglicht werden, wenn diese im Schutzgebäude aufgenommen sind.
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Insbesondere können die eine oder die mehreren Solarvorrichtungen mittels des Schutzgebäudes vor Tauwasser geschützt werden. Somit kann vorzugsweise vermieden werden, dass Staub, welcher sich auf den Solarelementen der Solarvorrichtungen absetzt, aufgrund des Tauwassers am Solarelement verklebt.
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Vorzugsweise ist das Schutzgebäude in der Nähe einer Sonnenaufgangsgrenze des Solarkraftwerks und/oder in der Nähe einer Sonnenuntergangsgrenze des Solarkraftwerks angeordnet. Das Schutzgebäude erstreckt sich insbesondere von einer Sonnenuntergangsgrenze zu einer Sonnenaufgangsgrenze des Solarkraftwerks.
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Unter einer Sonnenuntergangsgrenze wird im Rahmen dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche insbesondere ein Übergangsbereich auf der Verlagerungsfläche des Solarkraftwerks verstanden, an welchem die Solarvorrichtungen bei einer Sonnenposition kurz vor Sonnenuntergang angeordnet sind.
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Unter einer Sonnenaufgangsgrenze wird im Rahmen dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche insbesondere ein Übergangsbereich auf der Verlagerungsfläche des Solarkraftwerks verstanden, an welchem die Solarvorrichtungen kurz nach Sonnenaufgang angeordnet sind, um Solarstrahlung auf den Receiver des Solarkraftwerks weiterzuleiten.
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Das Solarkraftwerk umfasst vorzugsweise eine Werkstatt, welche im Schutzgebäude, insbesondere in einer Halle, angeordnet ist. Vorzugsweise können die Solarvorrichtungen somit in der Nähe des Schutzgebäudes zentral repariert werden.
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Alternativ oder ergänzend zu einem Schutzgebäude kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Solarkraftwerk eine oder mehrere Schutzhüllen zum Abdecken jeweils einer Solarvorrichtung umfasst. Vorzugsweise können die Solarvorrichtungen somit ebenfalls vor äußeren Einflüssen geschützt werden.
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Bei einer Ausgestaltung des Solarkraftwerks ist vorgesehen, dass das Solarkraftwerk eine oder mehrere, insbesondere wenigstens drei, insbesondere ortsfeste, Referenzantennen für ein Satellitennavigationssystem umfasst.
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Die Referenzantennen sind vorzugsweise Antennen für differentielles GPS (Global Positioning System).
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Die Positionsbestimmungs- und/oder Navigationseinrichtung der Solarvorrichtungen sind insbesondere jeweils zur Positionsbestimmung mittels differentiellem GPS ausgebildet.
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Bei einer Ausgestaltung des Solarkraftwerks ist vorgesehen, dass das Solarkraftwerk eine Säuberungseinrichtung zum insbesondere zentralen Säubern einer oder mehrerer Solarvorrichtungen umfasst, wobei die eine oder die mehreren Solarvorrichtungen der Säuberungseinrichtung insbesondere mittels der jeweiligen Verlagerungseinrichtung zuführbar sind.
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Die Säuberungseinrichtung ist vorzugsweise zum Säubern der einen oder der mehreren Solarvorrichtungen ausgelegt.
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Die Säuberungseinrichtung ist beispielsweise in einem Schutzgebäude, insbesondere in einer Halle angeordnet oder untergebracht.
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Vorzugsweise umfasst die Säuberungseinrichtung eine Waschvorrichtung zum Waschen der einen oder der mehreren Solarvorrichtungen mit einer Waschflüssigkeit, insbesondere mit einer wasserhaltigen Waschflüssigkeit, vorzugsweise mit Wasser.
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Die Waschvorrichtung umfasst insbesondere eine oder mehrere Bürstvorrichtungen und/oder eine oder mehrere Hochdruckreinigungsvorrichtungen.
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Die Waschvorrichtung umfasst ferner vorzugsweise eine Ultraschallreinigungseinrichtung zum Reinigen der einen oder der mehreren Solarvorrichtungen.
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Die Säuberungseinrichtung umfasst vorzugsweise eine Auffangeinrichtung zum Auffangen der Waschflüssigkeit und/oder eine Aufbereitungseinrichtung zum Aufbereiten der Waschflüssigkeit.
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Vorzugsweise ist die Waschflüssigkeit, insbesondere die wasserhaltige Waschflüssigkeit, mittels der Auffangeinrichtung auffangbar und/oder mittels der Aufbereitungseinrichtung wieder aufbereitbar.
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Vorzugsweise ist die Waschflüssigkeit somit wiederverwendbar und der Waschvorrichtung zum Waschen der einen oder der mehreren Solarvorrichtungen insbesondere erneut zuführbar.
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Vorzugsweise kann beispielsweise in einer wasserarmen Gegend, insbesondere in einer Wüste, Waschflüssigkeit, insbesondere Wasser, eingespart werden.
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Die Säuberungseinrichtung umfasst vorzugsweise eine Drucklufteinrichtung zum Reinigen der einen oder der mehreren Solarvorrichtungen mittels Druckluft.
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Die Säuberungseinrichtung umfasst ferner insbesondere einen Drucklufterzeuger und/oder einen Druckluftspeicher.
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Vorzugsweise ist der Drucklufteinrichtung Druckluft mittels des Drucklufterzeugers und/oder mittels des Druckluftspeichers zuführbar.
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Vorzugsweise kann somit beispielsweise in einer wasserarmen Gegend, insbesondere in einer Wüste, ebenfalls Waschflüssigkeit, insbesondere Wasser, eingespart werden.
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Bei einer Ausgestaltung des Solarkraftwerks ist vorgesehen, dass ein Abstand der einen oder der mehreren Solarvorrichtungen zum Receiver mittels der jeweiligen Verlagerungseinrichtung einer Solarvorrichtung änderbar ist.
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Insbesondere ist ein Abstand einzelner Solarvorrichtungen relativ zum Receiver mittels der jeweiligen Verlagerungseinrichtung einer Solarvorrichtung änderbar.
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Vorzugsweise ist ein Abstand der einen oder der mehreren Solarvorrichtungen zum Receiver abhängig von einer Sonnenposition änderbar. Somit kann beispielsweise zu einer Mittagszeit, wenn Sonnenlicht von der Sonne mit einem vergleichsweise steilen Einfallswinkel auf die Solarvorrichtungen einfällt, erreicht werden, dass die Solarvorrichtungen besonders nah am Receiver platzierbar sind. Zudem kann erreicht werden, dass morgens und abends, wenn Sonnenlicht mit einem flacheren Einfallswinkel auf die Solarvorrichtungen einfällt, die Solarvorrichtungen weiter vom Receiver entfernt platzierbar sind.
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Da ein Abstand der einen oder der mehreren Solarvorrichtungen zum Receiver vorzugsweise änderbar ist, kann eine Ausrichtung der einen oder der mehreren Solarvorrichtungen besser an eine aktuelle Sonnenposition angepasst werden. Vorzugsweise können Verschattungseffekte minimiert werden. Insbesondere kann eine Anpassung der Ausrichtung des jeweiligen Solarelements der einen oder der mehreren Solarvorrichtungen derart erreicht werden, dass Solarstrahlung möglichst senkrecht auf eine Oberfläche des Solarelements trifft, wenn das Solarelement zugleich zur Weiterleitung der Solarstrahlung relativ zum Receiver des Solarkraftwerks ausgerichtet ist. Somit kann vorzugsweise vergleichsweise viel Solarstrahlung zu dem Receiver des Solarkraftwerks weitergeleitet werden.
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Vorzugsweise kann ein Solarkraftwerk mit verbessertem Wirkungsgrad bereitgestellt werden. Insbesondere kann die Anzahl der für einen Betrieb eines Solarkraftwerks benötigten Solarvorrichtungen verringert werden, so dass ein Solarkraftwerk vorzugsweise besonders kostengünstig bereitgestellt werden kann.
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Vorzugsweise können ferner Wirkungsgradschwankungen des Solarkraftwerks vermieden werden.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Solarkraftwerks.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Solarkraftwerks bei einem möglichst hohen Wirkungsgrad bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Solarkraftwerks mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
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Das Verfahren umfasst insbesondere Folgendes: Freies Verlagern von Solarvorrichtungen des Solarkraftwerks auf einem Boden mittels Verlagerungseinrichtungen der Solarvorrichtungen zur Anpassung eines Abstands der jeweiligen Solarvorrichtung zu einem Receiver des Solarkraftwerks und/oder zur Anpassung einer Orientierung der jeweiligen Solarvorrichtung relativ zum Receiver in Abhängigkeit einer aktuellen Sonnenposition.
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Das Verfahren umfasst vorzugsweise ein Verlagern der Solarvorrichtungen mittels der Verlagerungseinrichtungen zu einer Fördervorrichtung und anschließendes Verlagern der Solarvorrichtungen mittels der Fördervorrichtung. Das Verfahren umfasst ferner insbesondere ein anschließendes Verlagern der Solarvorrichtungen mittels der Verlagerungseinrichtungen.
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Vorzugsweise umfasst das Solarkraftwerk eine insbesondere kreisringsegmentartige Verfahrfläche, innerhalb derer die Solarvorrichtungen verlagerbar sind. Vorzugsweise werden die Solarvorrichtungen tagsüber von einer Westseite zu einer Ostseite der Verfahrfläche verlagert. Vorzugsweise werden die Solarvorrichtungen nachts von einer Ostseite zu einer Westseite der Verfahrfläche verlagert.
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Die Verlagerung von der Westseite zur Ostseite erfolgt vorzugsweise feldweise. Insbesondere werden zur feldweisen Verlagerung mehrere Solarvorrichtungen gleichzeitig bewegt.
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Vorzugsweise werden sämtliche Solarvorrichtungen automatisiert verlagert. Die Solarvorrichtungen bilden vorzugsweise ein Heliostatenfeld, welches insbesondere auf der Verfahrfläche verlagert wird.
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Vorzugsweise werden die Solarvorrichtungen bei Nacht, insbesondere beim Verfahren von einer Ostseite zu einer Westseite des Solarkraftwerks, mittels einer Säuberungseinrichtung gesäubert.
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Vorzugsweise werden Schlaglöcher in einer Verlagerungsfläche des Solarkraftwerks umfahren. Die Schlaglöcher können beispielsweise nachts aufgefüllt und/oder entfernt werden.
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Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
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In den Figuren zeigen:
- 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Solarvorrichtung;
- 2 eine schematische perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Solarvorrichtung;
- 3 eine schematische perspektivische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Solarvorrichtung;
- 4 eine schematische perspektivische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Solarvorrichtung;
- 5 eine schematische perspektivische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels einer Solarvorrichtung;
- 6 eine schematische perspektivische Darstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels einer Solarvorrichtung;
- 7 eine schematische perspektivische Darstellung eines siebten Ausführungsbeispiels einer Solarvorrichtung;
- 8 eine schematische perspektivische Darstellung eines achten Ausführungsbeispiels einer Solarvorrichtung;
- 9 eine schematische perspektivische Darstellung eines neunten Ausführungsbeispiels einer Solarvorrichtung;
- 10 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Solarkraftwerks;
- 11 eine schematische Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Solarkraftwerks;
- 12 eine schematische Draufsicht auf mittels einer Schutzeinrichtung geschützte Solarvorrichtungen;
- 13 eine schematische Draufsicht auf zum Windschutz gruppierte Solarvorrichtungen;
- 14 eine schematische Draufsicht auf platzsparend angeordnete Solarvorrichtungen; und
- 15 eine schematische Draufsicht auf ineinandergeschobene Solarvorrichtungen.
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Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine als Ganzes mit 100 bezeichnete Solarvorrichtung zur Aufnahme und/oder Weiterleitung von Solarstrahlung.
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Die Solarvorrichtung 100 kommt beispielsweise in einem Solarkraftwerk, insbesondere in einem in den 10 und 11 gezeigten Solarkraftwerk 300, zum Einsatz.
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Vorzugsweise ist die Solarvorrichtung 100 als Solartracker 102 oder als Heliostatvorrichtung 104 ausgebildet.
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Die Solarvorrichtung 100 umfasst vorzugsweise eine Basis 106, welche beispielsweise, wie in 1 gezeigt, dreieckförmig ausgebildet ist.
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Die Solarvorrichtung 100 umfasst vorzugsweise ferner ein an der Basis 106 angeordnetes und mit Solarstrahlung beaufschlagbares Solarelement 108.
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Die Solarvorrichtung 100 umfasst vorzugsweise ferner eine an der Basis 106 angeordnete Verlagerungseinrichtung 110.
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Vorzugsweise ist die Solarvorrichtung 100 mittels der Verlagerungseinrichtung 110 auf einem Boden 112, insbesondere automatisiert, frei verlagerbar.
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Der Boden 112 umfasst vorzugsweise einen verdichteten Untergrund 114. Der Boden 112 ist insbesondere durch Beimischen von Zement, durch Bewässern, Verdichten und anschließendes Aushärten befahrbar gemacht.
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Vorzugsweise ist die Solarvorrichtung 100 mittels der Verlagerungseinrichtung 110 ortsungebunden verlagerbar.
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Die Solarvorrichtung 100 umfasst vorzugsweise eine Trägervorrichtung 116 zur Aufnahme des Solarelements 108.
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Die Solarvorrichtung 100 umfasst ferner insbesondere eine Bewegungsvorrichtung 118 zur Bewegung der Trägervorrichtung 116 samt des daran angeordneten Solarelements 108 zur Anpassung der Ausrichtung des Solarelements 108 an eine aktuelle Sonnenposition.
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Die Bewegungsvorrichtung 118 umfasst vorzugsweise eine Schwenkvorrichtung 119, mittels welcher das Solarelement 108 derart bewegbar ist, dass ein Massenschwerpunkt des Solarelements 108 angehoben oder abgesenkt wird, wenn das Solarelement 108 bewegt, insbesondere geschwenkt, wird.
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Die Trägervorrichtung 116 ist vorzugsweise an der Basis 106, insbesondere an einer in Schwerkraftrichtung 120 oberen Seite der Basis 106 angeordnet.
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Die Verlagerungseinrichtung 110 ist vorzugsweise auf einer in Schwerkraftrichtung 120 unteren Seite der Basis 106 angeordnet.
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Die Bewegungsvorrichtung 118 umfasst vorzugsweise einen Elevationsantrieb 122 zum Verkippen des Solarelements 108 um eine horizontale Achse 124.
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Bei der in 1 gezeigten Solarvorrichtung 100 dienen zwei Ecken der Basis 106 der Anbindung zweier Eckbereiche des Solarelements 108. Die weitere Ecke der Basis 106 dient vorzugsweise der Anordnung eines tragenden Elements 126 und/oder des Elevationsantriebs 122 zum Verkippen des Solarelements 108 um die horizontale Achse 124. Die horizontale Achse 124 bildet vorzugsweise eine horizontale Schwenkachse 128, um welche das Solarelement 108 schwenkbar ist. Die horizontale Schwenkachse 128 ist vorzugsweise im Bereich einer unteren Kante des Solarelements 108 angeordnet.
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Eine Lagerung und/oder Abstützung des Solarelements 108 erfolgt vorzugsweise in zumindest einem Lagerpunkt über einen Hebelarm, insbesondere über das tragende Element 126 und/oder ein Stützelement 130.
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Der Elevationsantrieb 122 zum Anheben und/oder Schwenken des Solarelements 108 umfasst vorzugsweise einen Antriebsmotor 132, beispielsweise einen Elektromotor.
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Die Solarvorrichtung 100 umfasst vorzugsweise ferner einen Ketten- oder Riemenantrieb, wobei eine Kette bzw. ein Riemen des Ketten- oder Riemenantriebs vorzugsweise ein Antriebselement 134 des Elevationsantriebs 122 bildet. Das Antriebselement 134 ist vorzugsweise als ein umlaufendes, ringförmig geschlossenes Antriebselement 134 ausgebildet. Insbesondere ist das tragende Element 126 oder das Stützelement 130 als ein U-Profil ausgebildet, in welchem das Antriebselement 134 bewegbar gelagert ist.
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Das Antriebselement 134 ist vorzugsweise fest mit der Trägervorrichtung 116 oder dem Solarelement 108, insbesondere mittig im Bereich einer Seitenkante, verbunden, so dass durch eine Bewegung des Antriebselements 134 das Solarelement 108 bewegt, insbesondere um die Schwenkachse 128 geschwenkt, werden kann.
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Das tragende Element 126, insbesondere das Stützelement 130, ist vorzugsweise schwenkbar an der Basis 106 der Solarvorrichtung 100 angeordnet.
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Mittels des Elevationsantriebs 122 ist das Solarelement 100 vorzugsweise längs des tragenden Elements 126, insbesondere längs des Stützelements 130, bewegbar.
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Zum Antreiben des Antriebselements 134 umfasst der Elevationsantrieb 122 vorzugsweise eine oder mehrere Getriebestufen, beispielsweise Kettengetriebestufen .
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Das Solarelement 108 der in 1 gezeigten Solarvorrichtung 100 ist beispielsweise ein Spiegel 136 oder ein Photovoltaikelement 138. Wenn das Solarelement 108 beispielsweise ein Spiegel 136 ist, ist die Solarvorrichtung 100 vorzugsweise als eine Heliostatvorrichtung 104 ausgebildet.
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Wenn das Solarelement 108 der Solarvorrichtung 100 ein Photovoltaikelement 138 ist, ist die Solarvorrichtung 100 vorzugsweise als Solartracker 102 ausgebildet.
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Die Solarvorrichtung 100 umfasst vorzugsweise einen Azimutantrieb 140 zum Ausrichten des Solarelements 108 um eine vertikale Achse 142.
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Eine vertikale Achse 142 ist dabei eine parallel zur Schwerkraftrichtung 120 verlaufende Achse.
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Vorzugsweise ist die Solarvorrichtung 100 mittels des Azimutantriebs 140 auf dem Boden 112 verlagerbar. Die Verlagerungseinrichtung 110 bildet insbesondere den Azimutantrieb 140.
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Die Verlagerungseinrichtung 110 umfasst vorzugsweise einen Verlagerungsantrieb 144 zum automatisierten, insbesondere selbstfahrenden, Verlagern der Solarvorrichtung 100.
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Der Verlagerungsantrieb 144 umfasst insbesondere einen oder mehrere Antriebsmotoren 146. Die Solarvorrichtung 100 ist mittels der Verlagerungseinrichtung 110 somit vorzugsweise verfahrbar und/oder automatisiert verlagerbar.
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Die Solarvorrichtung 100 umfasst vorzugsweise eine Positionsbestimmungs- und/oder Navigationseinrichtung 148 zur Bestimmung einer Position der Solarvorrichtung 100 am Boden 112 und/oder zur Bestimmung der aktuellen Sonnenposition.
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Die Bestimmung einer aktuellen Sonnenposition, insbesondere einer aktuellen Sonnenposition relativ zur Solarvorrichtung 100, kann beispielsweise aufgrund der Position der Solarvorrichtung 100 am Boden 112 zusammen mit Erfahrungswerten über bereits in der Vergangenheit erfasste Sonnenpositionen zu einer gegebenen Jahres- und Tageszeit erfolgen.
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Die Position der Solarvorrichtung 100 umfasst insbesondere eine Translation und eine Rotation der Solarvorrichtung 100 relativ zu einem Receiver eines Solarkraftwerks 300, das heißt eine Positionierung des Solarelements 108 am Boden 112 relativ zu einem Receiver eines Solarkraftwerks 300.
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Die Positionsbestimmungs- und/oder Navigationseinrichtung 148 umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Antennen 150 für ein Satellitennavigationssystem.
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Die Positionsbestimmungs- und/oder Navigationseinrichtung 148 ist vorzugsweise zur Bestimmung einer Position der Solarvorrichtung 100 mittels Photogrammetrie, insbesondere zur Bestimmung einer Position der Solarvorrichtung 100 mittels Nahbereichsphotogrammetrie, ausgebildet.
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Die Positionsbestimmungs- und/oder Navigationseinrichtung 148 umfasst vorzugsweise einen optischen Sensor 152, welcher zur Erkennung eines oder mehrerer optischer Marker 302 (vergl. 10 und 11) ausgebildet ist.
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Der optische Marker 302 ist beispielsweise ein Receiver 304 eines Solarkraftwerks 300 und/oder eine Markerkugel 306 (vergl. 10 und 11).
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Die Positionsbestimmungs- und/oder Navigationseinrichtung 148 ist vorzugsweise zur Vermeidung einer Kollision einer Solarvorrichtung 100 mit einer weiteren Solarvorrichtung 100 ausgebildet.
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Die Positionsbestimmungs- und/oder Navigationseinrichtung 148 umfasst insbesondere eine Kollisionsvermeidungseinrichtung 154.
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Die Kollisionsvermeidungseinrichtung 154 ist vorzugsweise ultraschallbasiert, laserbasiert, radarbasiert und/oder kamerabasiert.
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Insbesondere sind die Positionsbestimmungs- und/oder Navigationseinrichtung 148 und/oder die Kollisionsvermeidungseinrichtung 154 zur ultraschallbasierten, laserbasierten, radarbasierten und/oder kamerabasierten Entfernungsmessung ausgebildet und umfassen vorzugsweise eine oder mehrere Sensoreinrichtungen 156, insbesondere einen Ultraschallsensor, einen Lasersensor, einen Radarsensor und/oder eine Kamera.
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Die Solarvorrichtung 100 umfasst vorzugsweise eine Steuervorrichtung 158 zur Steuerung der Verlagerungseinrichtung 110.
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Die Steuervorrichtung 158 ist insbesondere auch zur Steuerung der Bewegungsvorrichtung 118 ausgebildet.
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Vorzugsweise umfasst die Steuervorrichtung 158 die Positionsbestimmungs- und/oder Navigationseinrichtung 148. Die Steuervorrichtung 158 und die Positionsbestimmungs- und/oder Navigationseinrichtung 148 sind in 1 jedoch separat gezeigt.
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Die Steuervorrichtung 158 umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Sensoreinrichtungen 156.
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Die Sensoreinrichtungen 156 sind vorzugsweise Inertialsensoren, Drehratensensoren und/oder Beschleunigungssensoren.
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Vorzugsweise sind mittels der Steuervorrichtung 158 Verkippungen der Solarvorrichtung 100 aufgrund eines unebenen Untergrunds 114 und/oder aufgrund eines unebenen Bodens 112 ausgleichbar. Der Elevationsantrieb 122 ist insbesondere derart ansteuerbar, dass eine Ausrichtung des Solarelements 108 trotz einer Verkippung der Solarvorrichtung 100 an eine aktuelle Sonnenposition anpassbar ist.
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Eine Sensoreinrichtung 156 der Steuervorrichtung 158 ist vorzugsweise eine Scaneinrichtung zur Erkennung von Unebenheiten des Bodens 112, insbesondere eine Lasereinrichtung.
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Vorzugsweise ist die Steuervorrichtung 158 zur drahtlosen Kommunikation ausgebildet und eingerichtet.
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Die Steuervorrichtung 158 umfasst insbesondere ein Kommunikationsmodul 160.
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Das Kommunikationsmodul 160 ist vorzugsweise zur Kommunikation in einem drahtlosen Netzwerk (WLAN) ausgebildet und eingerichtet.
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Alternativ oder ergänzend dazu ist das Kommunikationsmodul 160 zur Kommunikation in einem Mobilfunknetz, insbesondere mittels GSM, UMTS oder LTE, ausgebildet und eingerichtet.
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Die Solarvorrichtung 100 umfasst vorzugsweise eine insbesondere autarke Energieversorgung 162, welche die Solarvorrichtung 100 mit insbesondere elektrischer Energie versorgt.
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Die Energieversorgung 162 umfasst vorzugsweise ein Photovoltaikelement 138. Die Energieversorgung 162 umfasst ferner vorzugsweise einen Energiespeicher 164 für elektrische Energie.
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Der Energiespeicher 164 umfasst beispielsweise einen Akkumulator und/oder eine Batterie. Alternativ oder ergänzend dazu umfasst der Energiespeicher 164 vorzugsweise einen Superkondensator.
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Der Energiespeicher 164 ist beispielsweise mittels des Photovoltaikelements 138 und/oder mittels einer zentralen Energieversorgung eines Solarkraftwerks 300 aufladbar.
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Vorzugsweise ist der Energiespeicher 164 austauschbar, insbesondere werkzeuglos austauschbar.
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Vorzugsweise umfasst die Solarvorrichtung 100 jeweils ein Photovoltaikelement 138. Das Photovoltaikelement 138 wird vorzugsweise durch das Solarelement 108 gebildet oder ist insbesondere im Bereich des Solarelements 108 angeordnet, insbesondere wenn das Solarelement 108 ein Spiegel 136 ist.
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Die Solarvorrichtung 100 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass mehrere Solarvorrichtungen 100 aufeinander stapelbar und/oder ineinander schiebbar sind (vergl. 14 und 15).
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14 zeigt eine Draufsicht mehrerer in 1 gezeigter Solarvorrichtungen 100, welche platzsparend verschachtelt abgestellt sind. Hierzu ist das Solarelement 108 insbesondere in eine zumindest näherungsweise vertikale, das heißt parallel zur Schwerkraftrichtung 120 verlaufende, Schwenkposition um die Schwenkachse 128 verschwenkt.
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Aufgrund der dreieckförmigen Basis 106 der in 1 gezeigten Solarvorrichtung 100 können die Solarvorrichtungen 100 besonders platzsparend verschachtelt abgestellt werden, insbesondere parkettierbar abgestellt werden.
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15 zeigt eine schematische Draufsicht von ineinander geschobenen Solarvorrichtungen 100, welche jeweils eine in einer Draufsicht zumindest näherungsweise U-förmige Basis 106 aufweisen, wobei die Solarvorrichtungen 100 mit ihrer Basis 106 in Art eines Einkaufswagens ineinander geschoben sind. Vorzugsweise ist das Solarelement 108 dabei in eine Stapelposition verschwenkt.
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Die Verlagerungseinrichtung 110 der in 1 gezeigten Solarvorrichtung 100 umfasst vorzugsweise zwei starre Räder 168 und ein Antriebsrad 170, welches um eine vertikale Achse 142 lenkbar ist.
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Das Antriebsrad 170 stellt ein angetriebenes und/oder antreibbares Rad dar und umfasst vorzugsweise den Verlagerungsantrieb 124, insbesondere einen Antriebsmotor 146.
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Mittels des Antriebsrads 170 ist die Solarvorrichtung 100 vorzugsweise in Form eines Dreirads auf einem Boden verfahrbar.
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Ein in 2 dargestelltes zweites Ausführungsbeispiel einer Solarvorrichtung 100 unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel der Solarvorrichtung 100 im Wesentlichen dadurch, dass die Basis 106 als Plattform 172 ausgebildet ist.
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Ferner unterscheidet sich das in 2 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel der Solarvorrichtung 100 von dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel der Solarvorrichtung 100 dadurch, dass die Verlagerungseinrichtung 110 vier Antriebsräder 170 umfasst, welche insbesondere unabhängig voneinander antreibbar und/oder unabhängig voneinander um eine vertikale Achse 142 lenkbar sind.
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Im Übrigen stimmt das in 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel der Solarvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel überein, so dass auf dessen vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
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Ein in 3 dargestelltes drittes Ausführungsbeispiel einer Solarvorrichtung 100 unterscheidet sich von dem in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dadurch, dass die Verlagerungseinrichtung 110 nur ein Antriebsrad 170 umfasst, welches im Bereich der Schwenkachse 128 des Solarelements 108 angeordnet ist. Die Solarvorrichtung 100 umfasst ferner zwei nicht angetriebene Räder 168.
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Im Übrigen stimmt das in 3 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel der Solarvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit dem in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel überein, so dass auf dessen vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
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Ein in 4 dargestelltes viertes Ausführungsbeispiel einer Solarvorrichtung 100 unterscheidet sich von dem in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dadurch, dass der Verlagerungsantrieb 144 der Verlagerungseinrichtung 110 zwei Kettenantriebe 174 und/oder zwei Raupenantriebe 176 umfasst. Die Kettenantriebe 174 und/oder die Raupenantriebe 176 sind insbesondere unabhängig voneinander angetrieben und/oder antreibbar. Die Kettenantriebe 174 und/oder die Raupenantriebe 176 sind insbesondere gegenläufig antreibbar, so dass die Solarvorrichtung 100 vorzugsweise auf der Stelle gedreht werden kann.
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Im Übrigen stimmt das in 4 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel der Solarvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit dem in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel überein, so dass auf dessen vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
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Ein in 5 dargestelltes fünftes Ausführungsbeispiel einer Solarvorrichtung 100 unterscheidet sich von dem in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dadurch, dass der Verlagerungsantrieb 144 der Verlagerungseinrichtung 110 einen Laufroboter 178 mit insbesondere vier Roboterbeinen 180 umfasst.
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Die Solarvorrichtung 100 kann mittels des Laufroboters 178 insbesondere krabben- und/oder spinnenartig verlagert werden, insbesondere auch auf einem unebenen Untergrund 114.
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Im Übrigen stimmt das in 5 dargestellte fünfte Ausführungsbeispiel der Solarvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit dem in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel überein, so dass auf dessen vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
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In den 6 bis 9 dargestellte sechste bis neunte Ausführungsbeispiele der Solarvorrichtung 100 unterscheiden sich von den in den 2 bis 5 dargestellten zweiten bis fünften Ausführungsbeispielen der Solarvorrichtung 100 im Wesentlichen dadurch, dass das Antriebselement 134 nicht im Bereich einer Seitenkante mit dem Solarelement 108 und/oder der Trägervorrichtung 116 verbunden ist. Vielmehr ist das tragende Element 126 oder das Stützelement 130 durch das Solarelement 108 mittig hindurchgeführt, so dass das Antriebselement 134 ebenfalls insbesondere mittig mit dem Solarelement 108 verbunden ist.
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Im Übrigen stimmen die in den 6 bis 9 dargestellten sechsten bis neunten Ausführungsbeispiele der Solarvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit den in den 2 bis 5 dargestellten zweiten bis fünften Ausführungsbeispielen der Solarvorrichtung 100 überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
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10 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Solarkraftwerks 300.
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Das Solarkraftwerk 300 umfasst mehrere Solarvorrichtungen 100, insbesondere mehrere Solarvorrichtungen 100 gemäß der in den 1 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiele.
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Das Solarkraftwerk 300 umfasst ferner einen Receiver 304. Das Solarkraftwerk 300 ist insbesondere ein solarthermisches Kraftwerk.
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Die Solarvorrichtungen 100 sind insbesondere Heliostatvorrichtungen 104, wobei deren Solarelement 108 insbesondere ein Spiegel 136 ist. Das Solarkraftwerk 300 umfasst vorzugsweise wenigstens mehrere tausend Solarvorrichtungen 100.
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Die Solarvorrichtungen 100 sind insbesondere auf einem Boden 112 verlagerbar.
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Das Solarkraftwerk umfasst vorzugsweise eine Verlagerungsfläche 308, innerhalb derer die Solarvorrichtungen 100 verlagerbar sind.
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Die Solarvorrichtungen 100 bilden auf der Verlagerungsfläche 308 vorzugsweise ein Solarvorrichtungsfeld 310, insbesondere ein Heliostatenfeld 311. Das Solarvorrichtungsfeld 310 umfasst insbesondere eine Feldfläche.
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Die Feldfläche des Solarvorrichtungsfelds 310 ist durch Verlagern der Solarvorrichtung 100 innerhalb der Verlagerungsfläche 308 änderbar, insbesondere vergrößerbar und/oder verkleinerbar.
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Das Solarvorrichtungsfeld 310 ist insbesondere innerhalb der Verlagerungsfläche 308 verlagerbar.
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Das Solarkraftwerk 300 umfasst vorzugsweise ein Steuersystem 312 zum Steuern einzelner, mehrerer oder aller Solarvorrichtungen 100 des Solarkraftwerks 300.
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Mittels des Steuersystems 312 sind insbesondere einzelne Positionen der Solarvorrichtung relativ zueinander und/oder einzelne Positionen der Solarvorrichtungen 100 relativ zum Receiver 304 koordinierbar.
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Das Steuersystem 312 ist somit vorzugsweise ein Leitsystem 314.
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Das Steuersystem 312 ist vorzugsweise zur Kommunikation mit den Steuervorrichtungen 158 der Solarvorrichtung 100 ausgebildet und eingerichtet.
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Das Steuersystem 312 und/oder die Steuervorrichtung 158 der Solarvorrichtungen 100 sind insbesondere zur drahtlosen Kommunikation ausgebildet und eingerichtet.
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Vorzugsweise umfasst das Steuersystem 312 ebenfalls ein Kommunikationsmodul 160.
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Das Kommunikationsmodul 160 des Steuersystems 312 ist vorzugsweise zur Kommunikation in einem drahtlosen Netzwerk (WLAN) ausgebildet und eingerichtet.
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Alternativ oder ergänzend dazu ist das Kommunikationsmodul 160 des Steuersystems 312 insbesondere zur Kommunikation in einem Mobilfunknetz, insbesondere mittels GSM, UMTS oder LTE ausgebildet und eingerichtet.
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Das Kommunikationsmodul 160 des Steuersystems 312 ist insbesondere zur Kommunikation mit Kommunikationsmodulen 160 der Solarvorrichtungen 100 ausgebildet und eingerichtet.
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Der Receiver 304 des Solarkraftwerks 300 ist zur Anpassung seiner Ausrichtung an eine aktuelle Sonnenposition nachführbar ausgebildet.
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Der Receiver 304 ist insbesondere durch Verdrehen um eine Receiverdrehachse und/oder durch Verschwenken um eine Receiverschwenkachse nachführbar.
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Eine Receiverdrehachse ist insbesondere parallel zur Schwerkraftrichtung 120 angeordnet.
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Eine Receiverschwenkachse ist insbesondere horizontal, das heißt senkrecht zur Schwerkraftrichtung 120 angeordnet.
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Das Solarkraftwerk 300 umfasst vorzugsweise drei, insbesondere ortsfeste, Referenzantennen 316 für ein Satellitennavigationssystem.
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Die Referenzantennen 316 sind insbesondere Antennen für differentielles GPS.
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Die Positionsbestimmungs- und/oder Navigationseinrichtung 148 der Solarvorrichtung 100 ist insbesondere zur Positionsbestimmung mittels differentiellem GPS ausgebildet.
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Ein in 10 gezeigtes erstes Ausführungsbeispiel eines Solarkraftwerks 300 umfasst eine Fördervorrichtung 318 zum Fördern einer oder mehrerer Solarvorrichtungen 100.
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Die Fördervorrichtung 318 ist vorzugsweise fächer- oder sternförmig ausgebildet und umfasst insbesondere zwei Fördereinrichtungen 320.
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Die Fördereinrichtungen 320 erstrecken sich insbesondere radial vom Receiver 304 weg und schließen vorzugsweise einen Winkel β von ungefähr 20 bis ungefähr 70°, insbesondere von ungefähr 45°, ein.
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Die Fördereinrichtungen 320 sind vorzugsweise zum Fördern von Solarvorrichtungen in einer Richtung hin zum Receiver 304 (vergl. Pfeil 322) und in einer Richtung weg vom Receiver 304 (vergl. Pfeil 324) ausgebildet.
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Die Fördereinrichtungen 320 umfassen vorzugsweise einen Schleppförderer 326, welcher insbesondere eine oder mehrere Förderplattformen umfasst.
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Alternativ oder ergänzend dazu umfassen die Fördereinrichtungen 320 vorzugsweise einen Rollenförderer, einen Kettenförderer und/oder ein Förderband.
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In 10 ist deutlich zu erkennen, wie das Solarvorrichtungsfeld 310 in einem Tagesverlauf im Uhrzeigersinn auf der Verlagerungsfläche 308 bewegt werden kann.
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Einerseits ist es möglich, die Solarvorrichtungen 100 simultan mittels ihrer jeweiligen Verlagerungseinrichtung 110 auf der Verlagerungsfläche 308 des Solarkraftwerks 300 zu verlagern.
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Alternativ dazu ist es denkbar, einzelne oder mehrere Solarvorrichtungen 100 mittels der Fördervorrichtung 318 von einer westlichen Seite eines Solarvorrichtungsfelds 310 zu einer östlichen Seite des Solarvorrichtungsfelds 310 zu transportieren, indem die Solarvorrichtungen 100 zunächst in Richtung des Pfeils 322 hin zum Receiver 304 gefördert werden und anschließend weg vom Receiver 304 in Richtung des Pfeils 324 gefördert werden.
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Die Solarvorrichtungen 100 sind mittels der Verlagerungseinrichtung 110 mit einer ersten Geschwindigkeit verlagerbar. Vorzugsweise sind die Solarvorrichtungen 100 mittels der Fördervorrichtung 318 mit einer zweiten Geschwindigkeit verlagerbar, welche größer ist als die erste Geschwindigkeit. Vorzugsweise kann somit erreicht werden, dass die Solarvorrichtungen 100 mittels der Fördervorrichtung 318 schneller verlagert werden können.
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Ein in 11 gezeigtes zweites Ausführungsbeispiel eines Solarkraftwerks 300 umfasst zusätzlich eine oder mehrere Schutzeinrichtungen 328 zum Schutz der Solarvorrichtungen 100.
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Die in 11 dargestellte Schutzeinrichtung 328 ist beispielsweise ein Schutzgebäude 330, insbesondere eine Halle 332, zum Schutz der Solarvorrichtungen 100 vor äußeren Einflüssen, insbesondere vor Witterungseinflüssen.
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Die Solarvorrichtungen 100 sind der Schutzeinrichtung 328 insbesondere mittels ihrer jeweiligen Verlagerungseinrichtung 110 zuführbar.
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Vorzugsweise sind eine oder mehrere Solarvorrichtungen 100, insbesondere alle Solarvorrichtungen 100, des Solarkraftwerks 300 in dem Schutzgebäude 330 aufnehmbar. Das Schutzgebäude 330 umfasst insbesondere einen Schutzraum zur Aufnahme der einen oder der mehreren Solarvorrichtungen 100.
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Das Schutzgebäude 330 ist insbesondere zumindest näherungsweise winddicht und/oder zumindest näherungsweise staubdicht und/oder zumindest näherungsweise wasserdicht verschließbar. Vorzugsweise kann somit ein zuverlässiger Schutz der Solarvorrichtungen 100 ermöglicht werden, wenn diese im Schutzgebäude 330 aufgenommen sind, insbesondere können die Solarvorrichtungen 100 mittels des Schutzgebäudes 330 vor Tauwasser geschützt werden.
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Somit kann vorzugsweise vermieden werden, dass Staub, welcher sich auf den Solarelementen 108 der Solarvorrichtungen 100 absetzt, aufgrund des Tauwassers an den Solarelementen 108 verklebt.
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Das Schutzgebäude 330 ist vorzugsweise in der Nähe einer Sonnenaufgangsgrenze 334 des Solarkraftwerks 300 und/oder in der Nähe einer Sonnenuntergangsgrenze 336 des Solarkraftwerks 300 angeordnet.
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Vorzugsweise erstreckt sich das Schutzgebäude 330 von einer Sonnenuntergangsgrenze 336 zu einer Sonnenaufgangsgrenze 334 des Solarkraftwerks 300.
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Das Solarkraftwerk umfasst vorzugsweise eine Werkstatt 338, welche im Schutzgebäude 330, insbesondere in der Halle 332, angeordnet ist. Vorzugsweise können die Solarvorrichtungen 100 somit geschützt in der im Schutzgebäude 330 aufgenommenen Werkstatt 338 repariert werden.
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12 zeigt alternativ oder ergänzend zu der als Schutzgebäude 330 ausgebildeten Schutzeinrichtung 328 eine Schutzeinrichtung 328, welche zwei Windzäune 340 umfasst. Zum Schutz vor Wind, insbesondere zum Schutz vor Sturm, sind die Solarvorrichtungen 100 zwischen die beiden Windzäune 340 verlagerbar.
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Wenn keine Schutzeinrichtung 328 vorgesehen ist oder wenn der Weg der Solarvorrichtungen 100 zu einer Schutzeinrichtung 328 im Falle von starkem Wind zu weit ist, können die Solarvorrichtungen 100 sich gruppieren und jeweils mit ihren einander zugewandten Solarelementen beispielsweise eine Kreisform bilden (vergl. 13), so dass die Solarvorrichtungen 100 sich zumindest teilweise gegenseitig vor Wind schützen.
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Das in 11 gezeigte Ausführungsbeispiel des Solarkraftwerks 300 umfasst vorzugsweise zumindest eine Säuberungseinrichtung 342 zum insbesondere zentralen Säubern der Solarvorrichtungen 100.
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Die Solarvorrichtungen 100 sind der Säuberungseinrichtung 3342 vorzugsweise mittels ihrer jeweiligen Verlagerungseinrichtung 110 zuführbar.
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Die Säuberungseinrichtung 342 kann beispielsweise an einem der Sonnenuntergangsgrenze 336 zugewandten Eingangsbereich des Schutzgebäudes 330 und/oder an einem der Sonnenaufgangsgrenze 334 zugewandten Ausgangsbereich des Schutzgebäudes 330 angeordnet sein.
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Die Säuberungseinrichtung 342 ist vorzugsweise in der Halle 332 angeordnet oder untergebracht.
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Die Säuberungseinrichtung 342 umfasst vorzugsweise eine Waschvorrichtung 344 zum Waschen der Solarvorrichtungen 100 mit einer Waschflüssigkeit, insbesondere mit einer wasserhaltigen Waschflüssigkeit, vorzugsweise mit Wasser.
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Die Waschvorrichtung 344 umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Bürstvorrichtungen und/oder eine oder mehrere Hochdruckreinigungsvorrichtungen.
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Die Waschvorrichtung 344 umfasst vorzugsweise ferner eine Ultraschallreinigungsvorrichtung zum Reinigen der einen oder der mehreren Solarvorrichtungen 100.
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Die Säuberungseinrichtung 342 umfasst vorzugsweise eine Drucklufteinrichtung zum Reinigen der Solarvorrichtungen 100 mittels Druckluft. Die Säuberungseinrichtung 342 umfasst insbesondere einen Drucklufterzeuger und/oder einen Druckluftspeicher. Vorzugsweise ist der Drucklufteinrichtung Druckluft mittels des Drucklufterzeugers und/oder mittels des Druckluftspeichers zuführbar, so dass Staub von den Solarelementen 108 der Solarvorrichtungen 100 entfernt werden kann.
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Die Säuberungseinrichtung 342 umfasst vorzugsweise eine Auffangeinrichtung 346 zum Auffangen der Waschflüssigkeit und/oder eine Aufbereitungseinrichtung zum Aufbereiten der Waschflüssigkeit.
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Vorzugsweise ist die Waschflüssigkeit, beispielsweise Wasser, mittels der Auffangeinrichtung 346 auffangbar und/oder mittels der Aufbereitungseinrichtung wieder aufbereitbar.
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Vorzugsweise ist die Waschflüssigkeit wieder verwendbar und der Waschvorrichtung 344 zum Waschen der Solarvorrichtungen 100 insbesondere erneut zuführbar.
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Vorzugsweise kann somit in einer wasserarmen Gegend, beispielsweise in einer Wüste, Waschflüssigkeit, insbesondere Wasser eingespart werden.
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Mittels der Verlagerungseinrichtungen 110 der Solarvorrichtungen 100 ist ein Abstand 348 der Solarvorrichtungen 100 zum Receiver 304 vorzugsweise änderbar.
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Vorzugsweise ist mittels der Verlagerungseinrichtungen 110 der Solarvorrichtungen 100 insbesondere ein Abstand 350 einzelner Solarvorrichtungen 100 relativ zu anderen Solarvorrichtungen 100 änderbar.
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Vorzugsweise können die Abstände 348, 350 der Solarvorrichtungen 100 zum Receiver 304 und/oder der Solarvorrichtungen 100 zueinander abhängig von einer Sonnenposition geändert werden.
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11 zeigt dabei beispielsweise ein Solarvorrichtungsfeld 310, insbesondere ein Heliostatenfeld 311, welches an einen vergleichsweise flachen Einfallswinkel von Solarstrahlung aufgrund einer Sonnenposition am Morgen angepasst ist.
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Aufgrund der Bewegung der Sonne werden die Solarvorrichtungen 100 im Uhrzeigersinn verlagert, wobei das Solarvorrichtungsfeld 310 ebenfalls im Uhrzeigersinn verlagert wird. Zur Mittagszeit können die Solarvorrichtungen 100 näher zueinander und näher zum Receiver 304 rücken, um somit eine Anpassung an einen vergleichsweise steilen Einfallswinkel von Solarstrahlung zu ermöglichen.
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Wenn die Solarvorrichtungen 100 weiter in Richtung des Uhrzeigersinns verlagert werden, können diese wieder weiter auseinander rücken und weiter von dem Receiver 304 entfernt werden, das heißt die Abstände 348, 350 werden wieder vergrößert.
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Vorzugsweise kann eine Ausrichtung der Solarvorrichtungen 100 somit optimal an eine aktuelle Sonnenposition angepasst werden.
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Insgesamt kann ein Solarkraftwerk 300 mit einem vergleichsweise hohen Wirkungsgrad bereitgestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Solarvorrichtung
- 102
- Solartracker
- 104
- Heliostatvorrichtung
- 106
- Basis
- 108
- Solarelement
- 110
- Verlagerungseinrichtung
- 112
- Boden
- 114
- Untergrund
- 116
- Trägervorrichtung
- 118
- Bewegungsvorrichtung
- 119
- Schwenkvorrichtung
- 120
- Schwerkraftrichtung
- 122
- Elevationsantrieb
- 124
- horizontale Achse
- 126
- tragendes Element
- 128
- horizontale Schwenkachse
- 130
- Stützelement
- 132
- Antriebsmotor
- 134
- Antriebselement
- 136
- Spiegel
- 138
- Photovoltaikelement
- 140
- Azimutantrieb
- 142
- vertikale Achse
- 144
- Verlagerungsantrieb
- 146
- Antriebsmotor
- 148
- Positionsbestimmungs- und/oder Navigationseinrichtung
- 150
- Antenne
- 152
- Sensor
- 154
- Kollisionsvermeidungseinrichtung
- 156
- Sensoreinrichtung
- 158
- Steuervorrichtung
- 160
- Kommunikationsmodul
- 162
- Energieversorgung
- 164
- Energiespeicher
- 168
- starres Rad
- 170
- Antriebsrad
- 172
- Plattform
- 174
- Kettenantrieb
- 176
- Raupenantrieb
- 178
- Laufroboter
- 180
- Roboterbein
- 300
- Solarkraftwerk
- 302
- Marker
- 304
- Receiver
- 306
- Markerkugel
- 308
- Verlagerungsfläche
- 310
- Solarvorrichtungsfeld
- 311
- Heliostatenfeld
- 312
- Steuersystem
- 314
- Leitsystem
- 316
- Referenzantenne
- 318
- Fördervorrichtung
- 320
- Fördereinrichtung
- 322
- Pfeil
- 324
- Pfeil
- 326
- Schleppförderer
- 328
- Schutzeinrichtung
- 330
- Schutzgebäude
- 332
- Halle
- 334
- Sonnenaufgangsgrenze
- 336
- Sonnenuntergangsgrenze
- 338
- Werkstatt
- 340
- Windzaun
- 342
- Säuberungseinrichtung
- 344
- Waschvorrichtung
- 346
- Auffangeinrichtung
- 348
- Abstand
- 350
- Abstand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 4129360 [0002]
- US 4365618 [0002]
- US 7380549 B1 [0002]
- US 5787878 [0002]