DE202009005056U1

DE202009005056U1 - Stützvorrichtung einer Solarrinne

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Publication number: DE202009005056U1
Application number: DE202009005056U
Authority: DE
Original assignee: MIROLUX ANLAGENBAU GmbH
Current assignee: MIROLUX ANLAGENBAU GmbH
Priority date: 2009-07-23
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2009-10-08
Anticipated expiration: 2019-07-24

Abstract

Stützvorrichtung eines Parabolrinnenkraftwerks, welches eine Sonnenlicht reflektierende Solarrinne und ein einen Wärmeträger führendes Absorberrohr aufweist,
wobei die Stützvorrichtung zur Halterung der Solarrinne zwei auf den Boden aufstellbaren Bodenstützen aufweist, und ein Stützgitter aufweist, welches
– sich zwischen den Bodenstützen längs erstreckt und in dieser Längsrichtung verlaufende Längsstreben aufweist,
– quer zu dieser Längsrichtung gebogen verläuft und dieser Biegung folgende Spanten aufweist,
– die reflektierende Solarrinne aufnimmt, und
– um seine Längsachse schwenkbar gelagert ist
dadurch gekennzeichnet,
dass die Spanten (5) jeweils aus mehreren geradlinig verlaufenden Abschnitten (7) gebildet sind, wobei zwischen diesen Abschnitten (7) und der Solarrinne (3) Zwischenstücke vorgesehen sind, die einerseits jeweils wenigstens einem Abschnitt (7) und andererseits der Solarrinne (3) anliegen.

Description

Die Neuerung betrifft eine Stützvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der Praxis sind Parabolrinnenkraftwerke, die als so genannte Solarkraftwerke ausgestaltet sind: Parabolförmig gebogene Spiegelplatten bilden eine Solarrinne, in deren Brennlinie ein Absorberrohr angeordnet ist. In dem Absorberrohr wird ein Wärmeträger durch das einstrahlende Sonnenlicht erhitzt. Um die Nachführung der Solarrinne mit dem unterschiedlichen Sonnenstand zu ermöglichen, ist die Solarrinne um ihre Längsachse bzw. parallel dazu schwenkbeweglich an einer Stützvorrichtung gehalten. Vorschlagsgemäß wird davon ausgegangen, dass die Spiegelfläche, die sich zwischen zwei Bodenstützen befindet, als Solarrinne bezeichnet wird, wobei in der Praxis jedoch eine Aneinanderreihung von einer Vielzahl von Bodenstützen vorgesehen ist und die jeweils dazwischen angeordneten Solarrinnen sämtlich gleich ausgerichtet sind und auf diese Weise eine aus mehreren Segmenten bestehende, insgesamt sehr lange Solarrinne bilden. Im Rahmen des vorliegenden Vorschlags wird jedoch auch ein derartiges Segment zwischen zwei Bodenstützen als Solarrinne bezeichnet.
Die Stützanordnung weist zwischen den beiden Bodenstützen eine oder mehrere Längsstreben auf, die jeweils geradlinig verlaufen, wobei diese Längsstützen gebogene Spanten tragen, die quer zu den Längsstützen verlaufen und mit ihrer Biegung die Aufnahme der gebogenen Solarrinne ermöglichen.
Aufgrund der großen Fläche, die ein Solarkraftwerk einnimmt und der dementsprechend großen Anzahl von Solarrinnen stellt die Stützvorrichtung einen vergleichsweise großen Aufwand bei der Errichtung eines Solarkraftwerkes dar: Die gattungsgemäßen Stützvorrichtungen weisen aus Blech geschnittene Spanten auf, deren Konturverlauf exakt an die Biegung der Solarrinne angepasst ist. Beispielsweise werden Laser geschnittene Bleche für die Spanten verwendet. Die Herstellung dieser konturgenauen Bleche ist zeitaufwendig und damit wirtschaftlich nachteilig.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Stützvorrichtung dahingehend zu verbessern, dass diese aus möglichst preisgünstigen Einzelteilen erstellt werden kann und diese Erstellung möglichst wirtschaftlich in kurzer Zeit möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Stützvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, die Spanten nicht exakt der Biegung der Solarrinne anzupassen, sondern vielmehr die Spanten ähnlich wie einen Polygonzug auszugestalten, so dass dieser Polygonzug zwar der Biegung der Längsrinne folgt, aber aus einfachen, preisgünstigen Elementen in Form der geradlinigen Abschnitte gebildet ist. Die konturgenaue Abstützung der Solarrinne erfolgt durch Zwischenstücke, die einerseits an einem Abschnitt dieses Polygonzuges anliegen und andererseits konturgenau der Solarrinne anliegen. Die eine größere Präzision erfordernde, konturgenaue Ausgestaltung der Zwischenstücke, die genau an die gewünschte Kontur der Solarrinne angepasst sein müssen, kann daher durch Bauteile sichergestellt werden, die für sich genommen als Stützkonstruktion für die Solarrinne nicht geeignet wären, so dass hierfür vorteilhaft Bauteile verwendet werden können, die in kurzer Zeit und/oder mit besonders einfachen Mitteln konturgenau hergestellt werden können, so dass eine möglichst wirtschaftliche Fertigung dieser Zwi schenstücke möglich ist. Die Anordnung der einzelnen geradlinigen Abschnitte zu dem gewünschten Polygonzug der Spanten ist ebenfalls besonders wirtschaftlich möglich, da die hierzu verwendeten besonders stabilen Materialien lediglich in Form der jeweils geradlinigen Abschnitte verarbeitet werden können.
Die Zwischenstücke können beispielsweise gestanzt werden und somit konturgenau in kurzer Zeit in einer großen Anzahl hergestellt werden oder sie können konturgenau gefräst werden. Insbesondere, wenn die Zwischenstücke aus Kunststoff bestehen, können die Stanz- bzw. Fräsvorgänge mit hoher Geschwindigkeit und langer Standzeit der beteiligten Werkzeuge durchgeführt werden. Bei aus Kunststoff oder auch aus Metall bestehenden Zwischenstücken kann eine wiederholgenaue Fertigung einer großen Vielzahl von Zwischenstücken dadurch erzielt werden, dass diese beispielsweise als Gussstücke hergestellt werden.
Die Abschnitte der Spanten können vorteilhaft als Walzprofile ausgestaltet sein. Es handelt sich dabei um standardisierte, handelsübliche Profile, die wirtschaftlich beschafft werden können und definierte Eigenschaften aufweisen, die für die Fertigung eines Stützgerüstes von wesentlicher Bedeutung sind, beispielsweise hinsichtlich der Biegesteifigkeit der Profile.
Um über die Länge der Solarrinne auch zwischen den Spanten eine Abstützung der Solarrinne zu gewährleisten, sind die Längsstreben vorgesehen. Diese können in besonders wirtschaftlicher Ausgestaltung beispielsweise als aus Blech bestehende Kantprofile ausgestaltet sein und vorteilhaft eine im Wesentlichen U-förmigen oder V-förmigen Querschnitt aufweisen, so dass sie eine hohe Biegesteifigkeit aufweisen.
Vorteilhaft kann eine zentrale Längsstrebe vorgesehen sein, die größer bzw. stabiler ausgestaltet ist als die übrigen Längsstreben. Diese zentrale Längsstrebe dient nicht nur zur Abstützung der Solarrinne, sondern zur Halterung der Solarrinne samt den Spanten und Längsstreben zwischen den beiden Bodenstützen. Daher schließt diese zentrale Längsstrebe schwenkbeweglich an die beiden Bodenstützen an, so dass sie die Nachführung der Solarrinne entsprechend dem sich ändernden Sonnenstand ermöglicht. Zudem ist vorteilhaft vorgesehen, dass diese zentrale Längsstrebe als Rohrprofil ausgestaltet ist, so dass einerseits eine besonders hohe Biegesteifigkeit dieser Längsstrebe sichergestellt werden kann und zudem die Längsstrebe ggf. als Schutzrohr oder Hüllrohr dienen kann, um Leitungen geschützt im Inneren der Längsstrebe anordnen zu können, z. B. elektrische Leitungen, die für die erwähnte Nachführung und somit Schwenkbeweglichkeit der Solarrinnen vorgesehen sind.
Vorteilhaft kann die Ausgestaltung der Stützvorrichtung möglichst materialsparend und leichtgewichtig dadurch ausgeführt sein, dass die gebogen verlaufenden Spanten in Art einer Hängebrücke an Haltern befestigt sind. Diese Halter verbinden die Spanten mit Pylonen, die sich jeweils von einer zentralen Längsstrebe in Richtung zur Mittelachse der Solarrinne erstrecken. Die Pylone können beispielsweise dazu dienen, das Absorberrohr zu halten, oder sie können zusätzlich zu dem Absorberrohr lediglich zur Halterung der Spanten vorgesehen sein.
Vorteilhaft kann das Stützgitter in eine so genannte Schutzstellung verschwenkt werden, um die Solarrinne zu schützen, beispielsweise bei Niederschlägen, Sandstürmen o. dgl. Ein optimaler Schutz der Solarrinne kann insbesondere dadurch erzielt werden, dass das Stützgitter so weit geschwenkt werden kann, dass die Solarrinne nach unten offen ausgerichtet ist. Je nach den örtlichen Klimaverhältnissen kann gegebenenfalls sogar durch diese Ausrichtung der Solarrinne vom Boden aufsteigende Feuchtigkeit an der nach unten offen ausgerichteten Solarrinne gesammelt und kondensiert werden, so dass von der Solarrinne herabrinnende Flüssigkeit auf den Boden zurück tropft oder zu einem Wasser-Sammelbehälter geleitet und dort gesammelt werden kann. Auf diese Weise kann gegebenenfalls eine Bewässerung für Pflanzen bewirkt oder zumindest unterstützt werden, wobei die oberhalb des Erdbodens angeordneten Solarrinnen den Erdboden abschatten, so dass dort gegebenenfalls Pflanzen gegen eine zu intensive Sonneneinstrahlung geschützt werden und – die entsprechende Bewässerung vorausgesetzt – gedeihen können.
Um die entsprechend weite Schwenkbewegung des Stützgitters zu ermöglichen, damit die Solarrinne nach unten offen ausgerichtet werden kann, können die Bodenstützen vorzugsweise eine Ausnehmung aufweisen, in welche das Absorberrohr eintaucht. Auf diese Weise kann ein durchgehendes Absorberrohr vorgesehen sein, welches sich über die gesamte Länge einer Vielzahl von axial hintereinander in Reihe angeordneten Solarrinnen erstreckt, während an beiden Enden jeder Solarrinne jeweils eine Bodenstütze vorgesehen ist, erstreckt sich das Absorberrohr weiter, zur nächsten Solarrinne. Wenn sämtliche in einer solchen Reihe angeordneten Solarrinnen gleichzeitig verschwenkt werden und dabei auch das Absorberrohr verschwenken, taucht das Absorberrohr in die erwähnte Ausnehmung der Bodenstützen ein bis die Solarrinnen mit ihrer Öffnung nach unten weisend ausgerichtet sind.
Auf einfache Weise kann diese erwähnte Ausnehmung der Bodenstützen dadurch erzielt werden, dass die Bodenstützen eine vom Boden nach oben verlaufende, also aufrecht angeordnete Säule aufweisen, die nicht vertikal verläuft, sondern vielmehr schräg ausgerichtet ist, so dass zwischen der gedachten vertikalen Linie und dem tatsächlichen Verlauf dieser Säule ein Freiraum geschaffen ist, der die Ausnehmung bildet, in welche das Absorberrohr bei entsprechender Schwenkstellung der Solarrinnen eintauchen kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird anhand der rein schematischen Darstellungen nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt
1 eine rückwärtige Ansicht auf einen Abschnitt eines Parabolrinnenkraftwerks, mit einer Stützvorrichtung und einer darin gehaltenen Solarrinne,
2 die Anordnung von 1 von der Vorderseite,
3 eine perspektivische Ansicht von vorn aus einer anderen Perspektive als 2, und
4 eine Seitenansicht, also in Längsrichtung der Solarrinne gesehen, auf die Anordnung der 1 bis 3.
In den schematischen Zeichnungen ist jeweils ein für ein Parabolrinnenkraftwerk erforderliches Absorberrohr aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt.
Mit 1 ist jeweils insgesamt eine Stützvorrichtung bezeichnet. Die Stützvorrichtung 1 umfasst Bodenstützen 2, wobei in 1 drei derartige Bodenstützen 2 dargestellt sind, von denen zwei Bodenstützen 2 zwischen sich eine Solarrinne 3 mit paraboloidem Querschnitt aufnehmen, die an einem Stützgitter gehalten ist. Das Stützgitter besteht aus einer zentralen Längsstrebe 4, wobei sich mehrere Spanten 5 quer zur zentralen Längsstrebe 4 und mehrere Längsstreben 6 parallel zu der zentralen Längsstrebe 4 erstrecken.
Während die zentrale Längsstrebe 4 durch ein Vierkant-Hohlprofil gebildet wird, sind die Längsstreben 6, wie insbesondere aus 4 ersichtlich ist, mit einem etwa U-förmigem bzw. V-förmigem Querschnitt ausgestaltet. Sie bestehen aus gekanteten Blechen.
Aus Gründen der vereinfachten Darstellung ist weder aus 4 noch aus den anderen Zeichnungen die Ausgestaltung der Zwischenstücke ersichtlich. An jeweils einem Spant 5 können zwei oder mehrere Zwischenstücke angeordnet sein, welche die Solarrinne 3 jeweils nur entlang eines Teils ihres Umfangs unterstützen. Die Zwischenstücke können jedoch auch derart ausgestaltet sein, dass sie einem Spant 5 fast entlang dessen ganzer Länge, oder tatsächlich seiner ganzen Länge anliegen oder sich sogar darüber hinaus erstrecken, so dass ein einzelnes Zwischenelement die Solarrinne 3 entlang eines Großteils ihres Umfangs oder sogar vollständig entlang ihres Umfangs unterstützt.
Die Spanten 5 bestehen aus jeweils drei geradlinigen Abschnitten 7, die jeweils als Doppel-T-Träger in Form einfacher, handelsüblicher Walzprofile ausgestaltet sind.
Auch die Bodenstützen 2 bestehen aus derartigen Walzprofilen:
Sie weisen jeweils eine aufrechte, gegenüber der vertikalen schräg verlaufende Säule 8 auf sowie ein Fußteil 9, welches fest mit dem Untergrund verankert werden kann.
An den Stellen, an denen die Spanten 5 die zentrale Längsstrebe 4 kreuzen, sind Pylone 10 vorgesehen, die sich von der zentralen Längsstrebe 4 in Richtung zur Brennlinie der Solarrinne 3 erstrecken. Von den Pylonen 10 aus verlaufen Halter 11 zu den Spanten 5, wobei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Spanten 5 jeweils aus drei Abschnitten 7 bestehen und die Halter 11 von den Pylonen 10 jeweils zu den beiden äußeren Abschnitten 7 der Spanten 5 verlaufen. Die Pylone 10 erstrecken sich über den Anschlusspunkt der Halter 11 hinaus zur Brennlinie der Solarrinne 3, so dass sie zur Halterung eines Absorberrohres genutzt werden können, welches sich dann in der Brennlinie der Solarrinne 3 befindet.
Aus der Seitenansicht der 4 ist ersichtlich, dass die Säule 8 der Bodenstütze 2 gegenüber der Vertikalen schräg verläuft und somit einen Freiraum schafft, der als Ausnehmung 12 der Bodenstütze 2 dazu dient, das erwähnte Absorberrohr aufzunehmen, wenn die Solarrinne 3 aus ihrer in 4 dargestellten Aus richtung gegen den Uhrzeigersinn so weit verschwenkt worden ist, dass sie eine Schutzstellung einnimmt, in welcher ihre Öffnung nach unten weisend ausgerichtet ist.
Während die aus den Darstellungen ersichtliche Ausgestaltung der Stützvorrichtung 1 und der Solarrinne 3 problemlos zwischen jeweils zwei Bodenstützen 2 bis in die Schutzstellung verschwenkt werden kann, verläuft das Absorberrohr über die Länge der dargestellten Solarrinne 3 hinaus zur nächsten Solarrinne 3, wobei insgesamt eine Vielzahl gleichartiger Solarrinnen 3 axial hintereinander angeordnet sind, so dass, wenn sich die Solarrinne 3 in der Schutzstellung befindet, die Abschnitte des Absorberrohres, die sich zwischen zwei benachbarten Solarrinnen 3 befinden, nicht mit den Bodenstützen 2 kollidieren sondern vielmehr in die Freiräume 12 der Bodenstützen 2 eintauchen können.

Claims

Stützvorrichtung eines Parabolrinnenkraftwerks, welches eine Sonnenlicht reflektierende Solarrinne und ein einen Wärmeträger führendes Absorberrohr aufweist, wobei die Stützvorrichtung zur Halterung der Solarrinne zwei auf den Boden aufstellbaren Bodenstützen aufweist, und ein Stützgitter aufweist, welches – sich zwischen den Bodenstützen längs erstreckt und in dieser Längsrichtung verlaufende Längsstreben aufweist, – quer zu dieser Längsrichtung gebogen verläuft und dieser Biegung folgende Spanten aufweist, – die reflektierende Solarrinne aufnimmt, und – um seine Längsachse schwenkbar gelagert ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spanten (5) jeweils aus mehreren geradlinig verlaufenden Abschnitten (7) gebildet sind, wobei zwischen diesen Abschnitten (7) und der Solarrinne (3) Zwischenstücke vorgesehen sind, die einerseits jeweils wenigstens einem Abschnitt (7) und andererseits der Solarrinne (3) anliegen.
Stützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (7) als Walzprofile ausgestaltet sind.
Stützvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenstücke aus Kunststoff bestehen.
Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstreben (6) als aus Blech bestehende Kantprofile ausgestaltet sind.
Stützvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstreben (6) einen im wesentlichen U- oder V-förmigen Querschnitt aufweisen.
Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Längsstrebe (4) vorgesehen ist, welche schwenkbeweglich an die beiden Bodenstützen (2) anschließt und als Rohrprofil ausgestaltet ist.
Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Längsstrebe (4) vorgesehen ist, von welcher sich jeweils dort, wo die Spanten (5) an die zentrale Längsstrebe (4) anschließen, Pylone (10) in Richtung zur Mittelachse der Solarrinne (3) erstrecken, wobei von den Pylonen (10) jeweils Halter (11) zu den Abschnitten (7) der Spanten (5) verlaufen, derart, dass die Spanten (5) ähnlich wie bei einer Hängebrücken-Konstruktion mit den Pylonen (10) verbunden sind.
Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgitter bis in eine Schutzstellung schwenkbar ist, in welcher die Solarrinne (3) nach unten offen ausgerichtet ist.
Stützvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenstützen (2), in Längsrichtung der Solarrinne (3) gesehen, eine Ausnehmung (12) aufweisen, in welche das Absorberrohr eintaucht, wenn sich die Solarrinne (3) in der Schutzstellung befindet.
Stützvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenstützen (2) eine aufrechte Säule (8) aufweisen, die gegenüber der Vertikalen schräg verläuft, derart, dass zwischen der gedachten Vertikalen und dem tatsächlichen Verlauf der Säule (8) ein die Ausnehmung (12) bildender Freiraum geschaffen ist.