Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer solarthermischen Anlage gemäß den unabhängigen Ansprüchen.

Nachdem fossile Brennstoffe in Zukunft stark zur Neige gehen werden, jedoch mit einem erhöhten Bedarf an elektrische Energie zu rechnen ist, gewinnen alternative und regenerative Energiequellen zunehmend an Bedeutung. Insbesondere rückt dabei die Solarenergie in den Fokus, da diese sehr einfach aus der Sonneneinstrahlung zu gewinnen ist. Hierbei lassen sich zwei prinzipiell verschiedene Ansätze zur Gewinnung von Solarenergie nennen, nämlich den Ansatz der Solarthermie und den Ansatz der Photovoltaik. Während die Anla- gen, die auf der Basis von Photovoltaik Solarenergie bereitstellen bei hohen Außentemperaturen einen geringeren Wirkungsgrad aufweisen und zudem keine sehr präzise Ausrichtung der Module auf die Sonne benötigen, ist bei Anlagen, die auf der Basis von Solarthermie arbeiten, eine sehr präzise Ausrichtung der einzelnen Spiegelelemente auf die Sonne erforderlich, da ansonsten eine präzise Fokussierung der Sonnenstrahlen auf einen Brennpunk- ten nicht gegeben ist. Weiterhin sollen möglichst kostengünstige Module zur Umlenkung der Sonnenstrahlen verwendet werden, um die gesamte Solaranlage möglichst preisgünstig zu halten. Insbesondere die Ansteuerung von einzelnen Solarspiegelelementen bietet dabei noch Potenzial zu Verbesserungen. Die DE 10 2008 044 683 A1 zeigt eine Photovoltaikanlage mit einer Nachführungssteuerung, wobei diese Nachführungssteuerung weder ausreichend präzise für den Einsatz in einer solarthermischen Anlage noch die Verwendung von ausreichend kostengünstigen Solarspiegelmodulen zur Bereitstellung einer preisgünstigen Solaranlage ermöglicht.

l Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung zur Steuerung einer solarthermischen Anlage zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung einer solarthermischen Anlage, eine Vorrichtung zur Steuerung einer solarthermischen Anlage sowie ein Computerprogrammprodukt gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Steuerung einer solarthermischen Anlage, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

- Ermitteln von ersten Ausrichtungsdaten für ein erstes Solarspiegelmodul und zweiten

Ausrichtungsdaten für ein zweites Solarspiegelmodul, wobei die ersten Ausrichtungsdaten eine Ausrichtung eines Solarspiegels des ersten Solarspiegelmoduls in Bezug auf die Sonne betreffen und die zweiten Ausrichtungsdaten eine Ausrichtung eines Solarspiegels des zweiten Solarspiegelmoduls in Bezug auf die Sonne betreffen und wobei das Ermitteln in einer gemeinsamen zentralen Ansteuereinheit erfolgt; und

Übertragen der ersten Ausrichtungsdaten an das erste Solarspiegelmodul und der zweiten Ausrichtungsdaten an das zweite Solarspiegelmodul, wobei das Übertragen unter Verwendung eines gemeinsamen Datenbus erfolgt, über welches Daten von der zentralen Ansteuereinheit zum ersten und zweiten Solarspiegelmodul übertragbar sind.

Ferner schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung einer solarthermischen Anlage, wobei die Vorrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

eine Einheit zum Ermitteln von ersten Ausrichtungsdaten für ein erstes Solarspiegelmodul und zweiten Ausrichtungsdaten für ein zweites Solarspiegelmodul, wobei die ersten Ausrichtungsdaten eine Ausrichtung eines Solarspiegels des ersten Solarspiegelmoduls in Bezug auf die Sonne betreffen und die zweiten Ausrichtungsdaten eine Ausrichtung eines Solarspiegels des zweiten Solarspiegelmoduls in Bezug auf die Sonne betreffen wobei das Ermitteln in einer zentralen Ansteuereinheit erfolgt; und

eine Einheit zum Übertragen der ersten Ausrichtungsdaten an das erste Solarspiegel- modul und der zweiten Ausrichtungsdaten an das zweite Solarspiegelmodul, wobei das

Übertragen unter Verwendung eines gemeinsamen Datenbus erfolgt, über welches Daten von der gemeinsamen zentralen Ansteuereinheit zum ersten und zweiten Solarspiegelmodul übertragbar sind. Unter einer Vorrichtung oder einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem MikroController neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.

Auch schafft die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist, zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, wenn das Programm auf einem Steuergerät oder einer Vor- richtung ausgeführt wird.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass nun durch eine zentrale Ermittlung der Ausrichtungsdaten für Solarspiegel von unterschiedlichen Solarspiegelmodulen eine deutlich effektiverer und vor allem kostengünstigere Ansteuerung bzw. Ausrichtung der un- terschiedlichen Solarspiegel möglich wird. Dabei werden in einer zentralen AnSteuereinheit die ersten Ausrichtungsdaten, die die gewünschte Ausrichtung des Spiegels des ersten Solarspiegelmoduls zur optimalen Fokussierung der Sonnenstrahlen repräsentieren als auch die zweiten Ausrichtungsdaten, die die gewünschte Ausrichtung des Spiegels des zweiten Solarspiegelmoduls zur optimalen Fokussierung der Sonnenstrahlen repräsentieren, be- stimmt. Dies ermöglicht die Verwendung von sehr einfachen Aktuatorikmodulen im ersten und zweiten Solarspiegelmodulen, welche nicht mehr in der Lage sein müssen die anzufahrenden Positionen der Solarspiegel der betreffenden Module zu berechnen, sondern lediglich die Solarspiegel der betreffenden Module in diejenige Position ausrichten müssen, die durch die ersten bzw. zweiten Ausrichtungsdaten vorgegeben werden. Hierdurch kann auf eine komplexe Berechnung der erforderlichen Ausrichtung der Solarspiegel in den betreffenden Solarspiegelmodulen verzichtet werden, wodurch diese Steuereinheiten in den peripheren Solarspiegelmodulen sehr einfach ausgestaltet werden können. Hierdurch lassen sich sehr einfache und somit sehr kostengünstige Steuermodule für die Umsetzung der erforderlichen Ausrichtung der Solarspiegel in diesen dezentral angeordneten Solarspiegelmodulen ver- wenden. Die Solarspiegelmodule können dabei beispielsweise Parabolrinnenspiegel, Einzelspiegel in Form von Heliostaten oder Linear Fresnelspiegel sein. Weiterhin bietet sich der Vorteil, dass durch die zentrale Bestimmung der Ausrichtungsdaten und die Übertragung dieser Ausrichtungsdaten über den Datenübertragungsbus eine präzise zeitliche Bestim- mung der tatsächlichen aktuatorischen Ausrichtung der Solarspiegel in den jeweils betreffenden Modulen überwacht bzw. gesteuert werden kann. Hierdurch lässt sich beispielsweise vermeiden, dass zu viele zu Solarspiegelmodule zu gleicher Zeit ihre zugeordneten Solarspiegel verstellen, so dass die maximale Leistungsaufnahme der gesamten solarthermischen Anlage überschritten würde oder hierdurch Netzschwankungen auf einem Energieversor- gungsnetz hervorgerufen werden.

Gemäß einer günstigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können im Schritt des Übertragens die ersten Ausrichtungsdaten an zumindest ein drittes Solarspiegelmodul übertragen werden, das mit dem ersten Solarspiegelmodul zu einer Gruppe von Solarspiegelmo- dulen zusammengeschaltet ist, welche gemeinsame Ausrichtungsdaten verwenden. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass mehrere Solarspiegelmodule, die zu einer Gruppe von Modulen zusammengeschaltet sind, gemeinsam angesteuert werden können. Insbesondere wenn eine hohe Anzahl von beispielsweise mehreren Hundert entsprechenden Modulen dezentral angeordnet sind, könnte die entsprechen- de Übertragung von individuellen Ausrichtungsdaten für die einzelnen individuellen Solarspiegelmodule eine zu große Übertragungszeit in Anspruch nehmen, so dass keine zeitnahe Regelung der Ausrichtung der Solarspiegel der einzelnen Module mehr möglich wird. Bei der vorstehend vorgeschlagenen Ausführungsform kann dabei ausgenutzt werden, dass bei sehr eng benachbart angeordneten Solarspiegelelemente keine großen Abweichungen der Aus- richtungen erforderlich sind, da diese unterschiedlichen Ausrichtungen für die beiden benachbarten Solarspiegel beispielsweise nicht messbar oder technisch nicht realisierbar sind.

Günstig ist es ferner, wenn gemäß einer anderen Ausführungsform der Schritt des Ermitteins in einer Ansteuereinheit ausgeführt wird, welche in einem Gehäuse angeordnet ist, das sich von einem Gehäuse des ersten und/oder zweiten Solarspiegelmoduls unterscheidet. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass sichergestellt werden kann, dass die Ermittlung der Ausrichtungsdaten für das erste und zweite Solarspiegelmodule in der der zentralen Ansteuereinheit ausgeführt wird, die beispielsweise in einer größeren Entfernung von mehreren Hundert Metern von den einzelnen Solarspiegelmodulen entfernt angeordnet ist.

Günstig ist es ferner, wenn im Schritt des Ermitteins erste Ausrichtungsdaten und zweite Ausrichtungsdaten ermittelt werden, die sich voneinander unterscheiden. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt sicher, dass das erste und zweite Solarspiegelmodule mit den jeweils in Bezug auf die der geographisch Anordnung der betreffenden Solarspiegelmodule passenden Ausrichtungsdaten versorgt werden. Um eine möglichst effiziente Ermittlung der Ausrichtungsdaten für die einzelnen Solarspiegelmodule zu erreichen, können im Schritt des Ermitteins die ersten Ausrichtungsdaten unter Verwendung einer ersten Ausrichtungsdatenerzeugungsfunktion in der Ansteuereinheit ermittelt werden, und die zweiten Ausrichtungsdaten unter Verwendung einer zweiten Ausrich- tungsdatenerzeugungsfunktion in der zentralen Ansteuereinheit ermittelt werden, wobei die erste und zweite Ausrichtungsdatenerzeugungsfunktion als Softwaremodule in der zentralen Ansteuerungseinheit implementiert sind und wobei die erste Ausrichtungsdatenerzeugungs- funktion die ersten Ausrichtungsdaten auf der Basis von geographischen Koordinaten des ersten Solarspiegelmoduls ermittelt und die zweite Ausrichtungsdatenerzeugungsfunktion die zweiten Ausrichtungsdaten auf der Basis von geographischen Koordinaten des zweiten So- larspiegelmoduls ermittelt. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass beispielsweise eine einzelne Routine als Ausrichtungsdatenerzeugungs- funktion in der zentralen Ansteuereinheit zur Berechnung der ersten und zweiten Ausrichtungsdaten verwendet werden kann, wobei beispielsweise als Unterscheidung der einzelnen Ausrichtungsdatenerzeugungsfunktionen lediglich einzelne unterschiedliche Parameter als Eingaben der Funktionen verwendet werden, wobei diese Parameter Informationen über beispielsweise geographische Koordinaten des ersten und/zweiten oder Solarspiegelmoduls sein können. Hierdurch lässt sich eine sehr einfache und bei Bedarf schnell umkonfigurierba- re Routine oder Funktion implementieren, um die entsprechenden Ausrichtungsdaten für das erste und/oder zweite Solarspiegelmodul zu erzeugen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Aktualisieren der ersten und/oder zweiten Ausrichtungsdatenerzeugungsfunktion in der zentralen Ansteuereinheit vorgesehen sein. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass bei einer Anpassung einer Routine oder Funktion zur Ermittlung der Ausrichtungsdaten lediglich in der zentralen Ansteuereinheit die betreffende Software auszutauschen ist. Hierdurch kann vermieden werden, dass beispielsweise der Datenübertragungsbus sehr stark durch die Übermittlung einer überarbeiteten Software an die einzelnen dezentral angeordneten Solarspiegelmodule belastet würde, damit in deren Steuer- bzw. Aktuatoreinheit eine korrekte Bestimmung der erforderlichen Ausrichtungsdaten für den zu überwachenden Solarspiegel bestimmt werden kann.

Günstig ist es ferner, wenn gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel im Schritt des Ermitteins das Ermitteln der ersten Ausrichtungsdaten unter Verwendung von über eine Benutzer- Schnittstelle in der zentralen Ansteuereinheit eingegebenen Daten erfolgt und/oder das im Schritt des Ermitteins das Ermitteln der zweiten Ausrichtungsdaten unter Verwendung von über die Benutzerschnittstelle in der zentralen Ansteuereinheit eingegebenen Daten erfolgt. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass eine zentrale Konfiguration von Parametern an eine entsprechende Benutzerschnittstelle in der zentralen Ansteuereinheit durchgeführt werden kann. Dies ermöglicht eine bessere Möglichkeit zur Wartung der gesamten Anlage durch eine Reduktion des erforderlichen Datenverkehrs auf dem Datenübertragungsbus, da die zu ändernden Parametern nicht einzeln über den Datenübertragungsbus an die betreffenden Solarspiegelmodule übertragen zu werden brauchen. Vielmehr werden die Ausrichtungsdaten als Ergebnis der Berechnung der Aus- richtung der Solarspiegel an die einzelnen Solarspiegelmodule übertragen, so dass der Datenübertragungsbus speziell zu Übertragung von wenigen oder besser gesagt einem bevorzugten Datenformat ausgelegt werden kann und somit für eine hohe Übertragungsrate dieses Datenformats optimiert werden kann. Um eine möglichst optimale Ausrichtung der Solarspiegelmodule zu erreichen können im Schritt des Ermitteins die ersten Ausrichtungsdaten auf der Basis von Sensorsignalen ermittelt werden, die in der zentralen Ansteuereinheit über den Datenübertragungsbus von dem ersten Solarspiegelmodul erhalten werden und/oder wobei im Schritt des Ermitteins die zweiten Ausrichtungsdaten auf der Basis von Sensorsignalen ermittelt werden, die in der zentra- len Ansteuereinheit über den Datenübertragungsbus von dem zweiten Solarspiegelmodul erhalten werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer solarthermischen Anlage, in der ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann; und Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als Verfahren.

Gleiche oder ähnliche Elemente können in den nachfolgenden Figuren durch gleiche oder ähnliche Bezugszeichen versehen sein. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnungen, de- ren Beschreibung sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet werden oder sie zu weiteren, hier nicht explizit beschriebenen Kombinationen zusammengefasst werden können. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder" Verknüpfung zwischen einem ersten Merk-mal/Schritt und einem zweiten Merkmal/Schritt, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal / den ersten Schritt als auch das zweite Merkmal /den zweiten Schritt und gemäß einer weiteren Ausführuhgsform entweder nur das erste Merkmal /Schritt oder nur das zweite Merkmal /Schritt aufweist.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer solarthermischen Anlage, in der ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann. Dabei ist in der Darstellung aus Fig. 1 eine zentrale Ansteuereinheit 100 dargestellt, in der die speziellen Ausrichtungsdaten für unterschiedliche Solarspiegelmodule berechnet werden. Diese Ausrichtungsdaten könne eine horizontale und/oder vertikale Neigung bezüglich der Erdoberfläche repräsentieren, in die die entsprechenden Solarspiegel 105 der jeweiligen Solarspiegelmodule 110 auszurichten sind, so dass diese Solarspiegel die von der Sonne ausgehenden Strahlen auf einen bestimmten Punkt bzw. eine bestimmte Achse fokussieren. Die Solarspiegelmodule können dabei beispielsweise Heliostaten sein, wenn die solarthermische Anlage ein Solarturmkraft- werk ist. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel, können die Solarspiegelmodule auch Parabolrinnen- oder Solarspiegelmodule 110 sein, wie sie in der Fig. 1 dargestellt sind. Die Solarspiegelmodule weisen neben dem Solarspiegel (der gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel beispielsweise eine Parabolrinnenform aufweist) noch eine Aktuatorik 120 auf, die beispielsweise einen Elektromotor und einen Stellgrößengeber umfasst. Die Aktuatorik 120 stellt sicher, dass der Parabolrinnenspiegel 105 gemäß entsprechender Ausrichtungsdaten so auf die Sonne hin ausgerichtet ist, dass einfallende Sonnenstrahlen auf einen Absorberrohr 130 konzentriert werden, so dass ein Wärmeübertragungsfluid, welches in der dem Absorberrohr 130 bei Betrieb des Solaranlage fließen kann, möglichst stark er- hitzt wird. Um eine möglichst große Ausnutzung von ein einstrahlender Sonnenenergie zu erreichen, werden mehrere solcher Solarspiegelmodule 1 10, wie sie vorstehend beschrieben wurden in Reihe geschaltet, so dass sich beispielsweise die in Fig. 1 dargestellte Reihenschaltung von drei Solarspiegelmodulen (d.h. einem ersten Solarspiegelmodul 110a, einem zweiten Solarspiegelmodul 1 10b, sowie einem dritten Solarspiegelmodul 110c) ergibt, die alle eine Konzentration von Sonnenstrahlen auf das eine Absorberrohr 130 ermöglichen. Zusätzlich kann zur Erhöhung der Nutzung von einfallender Sonnenstrahlung noch eine Parallelschaltung von weiteren in der Reihe geschalteten Solarspiegelmodulen 1 10 verwendet werden, wie dies beispielsweise durch die mittlere und untere Reihe von verbundenen Solarspiegelmodulen 110 in Fig. 1 dargestellt ist. Eine solche Verbindung von Solarspiegelmodu- len kann analog zu der zuvor beschriebenen Reihenschaltung von Solarspiegelmodulen gemäß der oberen Reihe aus Fig. 1 aufgebaut sein.

Ein Fluss des in dem Absorberrohr 130 fließenden Fluids kann beispielsweise durch eine in Fig. 1 auf der rechten unteren Seite dargestellten Pumpe sowie ein Ventil gesteuert werden, wobei das Fluid dann von rechts nach links durch die in Fig. 1 dargestellten Absorberrohre 130 fließen kann und wobei ein Rückflussrohr aus Gründen der Einfachheit in Fig. 1 nicht mehr dargestellt ist.

Auf diese Weise kann ein (Solar-)Feld 140 von in der Reihe und parallel geschalteten Solar- spiegelmodul vorgesehen sein, bei dem die Ausrichtung der einzelnen Solarspiegel 105 jedes Moduls 1 10 durch die zentrale Ansteuereinheit 100 vorbestimmt bzw. ermittelt werden kann.

Ferner kann durch die zentrale Ansteuereinheit 100 auch die Ausrichtung von weiteren So- larspiegelmodulen ermittelt werden, die in einem zweiten Feld 150 oder einem dritten Feld 155, beispielsweise analog zu der Anordnung gemäß dem Feld 140 angeordnet sind. Die Anordnung von vier in Serie geschalteten Solarspiegelmodulen und von drei parallelgeschalteten Serienschaltungen von Solarspiegelmodulen ist dabei lediglich aus Gründen der einfacheren Darstellung gewählt worden; es können auch mehr oder weniger als vier Solarspie- gelmodule in Serie geschaltet werden oder mehr oder weniger Serienschaltungen von Solarspiegelmodulen parallel geschaltet werden, ohne dass dies Einfluss auf die Umsetzung der Erfindung nimmt. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Ermittlung und Übertragung von Ausrichtungsdaten für die im Feld 140 angeordnet in Solarspiegelmodule 1 10 näher beschrieben, wobei die Ermittlung und Übertragung von Ausrichtungsdaten für die im zweiten Feld 150 und im dritten Feld 155 angeordneten Solarspiegelmodule auf analoge Weise erfolgt und daher hier nicht gesondert beschrieben werden braucht. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Ermittlung der Ausrichtungsdaten, das heißt in die Daten, die einen Neigungswinkel gegenüber der Horizontalen und der Vertikalen der einzelnen Solarspiegel der Solarspiegelmodule 1 10 in Bezug auf die Sonne repräsentiert, um eine Fokussierung von Sonnenstrahlen auf einen bestimmten Punkt zu ermöglichen, im Wesentlichen in der zentralen Ansteuereinheit 100 erfolgt. Hierzu wird in der zentralen Ansteuereinheit 100 ein Funktionsmodul 160, bei- spielsweise als SPS-Modul aufgerufen, in denen Daten bezüglich des Standorts (beispielsweise in Form von geographischen Koordinaten) jeder der Solarspiegelmodule hinterlegt sind, so dass in diesem Funktionsmodul 160 die Ausrichtungsdaten des Solarspiegel für das betreffende Solarspiegelmodul exakt bestimmt werden können. Das Funktionsmodul 160 kann diese Daten bezüglich des Standortes beispielsweise als Eingabeparameter für einen allgemeinen Funktionsblock 170 verwenden, der unter Verwendung dieser Eingabeparameter die entsprechenden Ausrichtungsdaten der jeweiligen Solarspiegel der betreffenden Solarspiegelmodule bestimmt. Beispielsweise kann für das in Fig. 1 dargestellte Feld 140 der Funktionsblock 170 für jedes der Solarspiegelmodule 1 10, das heißt 9 Mal, aufgerufen werden, um die individuellen Ausrichtungsdaten für jeden der in Fig. 1 im Feld 140 zusammen- geschlossenen 9 Solarspiegelmodule zu ermitteln, wobei bei jedem Aufruf die (sich unterscheidenden) Eingabeparameter für die einzelnen Solarspiegelmodule 1 10 verwendet werden. Auf diese Weise können individuelle Ausrichtungsdaten für jedes der einzelnen Solarspiegelmodule 1 10 bestimmt werden, die im Feld 140 zusammengeschlossen sind. Die auf diese Weise bestimmten Ausrichtungsdaten für die einzelnen Solarspiegelmodule 110 werden dann über einen in die Fig. 1 gestrichelt dargestellten Datenübertragungsbus 172 an die betreffenden Solarspiegelmodule 1 10 übertragen, der alle Solarspiegelmodule miteinander verbindet, für die die zentrale Ansteuereinheit 100 Ausrichtungsdaten ermittelt hat. Beispielsweise kann der Datenübertragungsbus 172 die einzelnen Solarspiegelmodule 110 über Buskopper 175 seriell miteinander verbinden, wobei diese Buskoppler 175 als Sla- ve-Element angesehen werden können, wobei die zentrale Ansteuereinheit 100 als Master- Element wirkt. Auf diese Weise implementiert der hier vorgeschlagene Ansatz ein Master- Slave-Konzept mit zentraler Steuerung des Solarfelds 140. Jeder der Buskoppler 175 ist beispielsweise Teil eines Eingabe-Ausgabe-Moduls 80 der Aktuatorik 120 eines Solarspiegelmoduls 110, über das die Aktuatorik 120 des Solarspiegelmoduls 110 die betreffenden individuellen Ausrichtungsdaten für die Ausrichtung des Solarspiegels 105 des jeweiligen Solarspiegelmoduls 110 einliest. Dabei können auch Steuerungsdaten für eine Regelung des Fluidflusses durch das Absorberrohr 130 übertragen werden, beispielsweise Temperaturda- ten oder in Form von Ansteuerungsdaten für eine Erhöhung des Fluidflusses durch das Absorberrohr 130, wenn eine erhöhte Sonneneinstrahlung auf das Absorberrohr 130 im Bereich der einzelnen Solarspiegelmodule 110 durch eine korrigierte Ausrichtung der jeweiligen Solarspiegel 105 zu erwarten ist. Dies kann beispielsweise durch eine Erhöhung der Pumpenleistung oder eine Veränderung der Stellung eines Sperrkörpers des Ventils erreicht werden.

Die Übertragung der Ausrichtungsdaten für die einzelnen Solarspiegel der jeweiligen Solarspiegelmodule kann beispielsweise seriell erfolgen, indem zunächst die Ausrichtungsdaten für die Korrektur der Ausrichtung des Solarspiegels 105 eines ersten Solarspiegelmoduls 110a übertragen werden und zeitlich danach die Ausrichtungsdaten für die Korrektur der Ausrichtung des Solarspiegels eines zweiten Solarspiegelmoduls 110b. Auch können beispielsweise identische Ausrichtungsdaten für die Korrektur der Ausrichtung von Solarspiegeln von zwei (vorzugsweise benachbarten) Solarspiegelmodulen (beispielsweise die Solarspiegelmodule 110a und 110c) an diese Solarspiegelmodule übertragen werden. Dies ermöglicht eine Vereinfachung der Bestimmung der Ausrichtungsdaten in der zentralen An- Steuereinheit 100, da in diesem Fall weniger einzelne Ausrichtungsdaten zu bestimmen sind. Hierbei kann ausgenutzt werden, dass die Unterschiede der entsprechenden erforderlichen Neigungswinkels der für sehr nah beieinander stehende Solarspiegelmodule für eine optimale Ausrichtung oftmals verschwindend gering sind, so dass sie technisch gar nicht umgesetzt oder gemessen werden können.

Der hier vorgeschlagene Ansatz bietet gegenüber der dezentralen Ermittlung der Ausrichtungsdaten für die Solarspiegel in den einzelnen Solarspiegelmodulen erhebliche Vorteile. Zum ersten können nun Solarspiegelmodule verwendet werden, die eine deutlich kostengünstigere Struktur aufweisen, da auf komplexe Prozessoren zur Berechnung der Ausrich- tungsdaten in den Solarspiegelmoduls verzichtet werden kann. Wird berücksichtigt, dass in einer großen Solaranlage meist mehrere 100 bis einige 1000 diese Solarspiegelmodule eingesetzt werden, gewinnt dieser Vorteil zusätzlich an Gewicht, damit steigender Anzahl von Solarspiegelmodulen die eingesparten Kosten entsprechend größer werden. Ein weiterer Vorteil des hier vorgeschlagenen Ansatzes ist darin zu sehen, dass durch die zentrale An- steuereinheit 100 nun auch Einfluss darauf genommen werden kann, wann welches Solarspiegelmodul 1 10 tatsächlich aktiv wird und seinen Solarspiegel entsprechend neu ausrichtet. Hierdurch kann vermieden werden, dass die einzelnen Solarspiegelmodule selbsttätig auch bei geringen Änderungen eine Ausrichtung des Solarspiegels korrigieren und damit möglicherweise eine maximale Leistungsaufnahmekapazität des gesamten Solarfelds überschritten wird. Insbesondere wird somit durch den hier vorgeschlagenen Ansatz eine deutliche Verbesserung der Steuerbarkeit oder Regelung des Solarfelds bzw. einer Solaranlage möglich. Auf gleiche Weise kann natürlich auch die Steuerung oder Regelung von weiteren Solarspiegelmodulen im zweiten Feld 150 von einem zweiten Funktionsmodul 183 oder von weiteren Solarspiegelmodulen in einem dritten Feld 160 von einem dritten Funktionsmodul 184 gesteuert oder geregelt werden. Ein weiterer Aspekt des hier vorgeschlagenen Ansatzes kann darin gesehen werden, dass es nun möglich ist, manuelle oder automatisierte Eingaben zur Ermittlung der Ausrichtungsdaten in der zentralen Ansteuereinheit 100 sehr einfach durchzuführen. Hierbei kann beispielsweise in einer Betrieb- Leitzentrale 185 in der der zentralen Ansteuereinheit 100 ein Benutzerinterface 187 aufgerufen werden, über welches beispielsweise Änderungen eines Funktionsblocks 170 oder von Daten von weiteren am Solarfeld 140, am zweiten Solarfeld 150 oder am dritten Solarfeld 160 angeschlossenen oder von diesen Solarfeldern abgetrennten Solarspiegelmodulen 110 eingegeben werden können. Die Leitzentrale 185 kann den entsprechenden Funktionsmodulen 160, 183 184 die entsprechende Information bzw. die entsprechenden Daten übermitteln, so dass bei der Ermittlung der Ausrichtungsdaten für die einzelnen Solarspiegelmodule 110 diese Information mit berücksichtigt werden kann. Ein solcher Ansatz einer zentralen Eingabemöglichkeit bietet dann den Vorteil einer erheblichen Entlastung des Datenverkehrs auf dem Datenübertragungsbus 172, da beispielsweise bei einer Änderung eines Funktionsblocks 170 dieser Funktionsblock nicht mehr über den Datenübertragungsbus 172 an die einzelnen Solarspiegelmodule 1 10 übertragen werden braucht. Weiterhin kann auch die zentrale Ansteuereinheit 100 über eine Schnittstelle 190, beispielsweise über eine Ethernet-Schnittstelle mit einem Betriebssystem oder einer übergeordneten Steuereinheit verbunden sein oder an einen Feldbus 192 (z.B. Sercos, Profibus) angebunden sein.

Weiterhin können über den Datenübertragungsbus 172 auch Informationen von den Solarspiegelmodulen 1 10 an die zentrale Ansteuereinheit 100 übertragen werden, beispielsweise um zu signalisieren, dass eines der Solarspiegelmodule defekt ist oder Daten bezüglich einer Abschattung und somit möglicherweise eine ändere Ausrichtung erforderlich ist. Diese von dem oder den Solarspiegelmodul(en) 1 10 an die zentrale Ansteuereinheit 100 übertragenen Daten können dann in der zentralen Ansteuereinheit 100 verwendet werden, um die Ausrichtungsdaten für die entsprechenden Solarspiegelmodule zu generieren. Alle Prozessdaten, Statusinformationen, Warnungen und Störungen eines TS, eines Clusters oder des Solarfeldes werden im Leitsystem angezeigt, so dass ein Anlagenbediener auch im Störungsfall schnell und richtig reagieren kann.

Ferner schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren 200 zur Steuerung einer solarthermischen Anlage, wie es in dem Ablaufdiagramm gemäß Fig. 2 darstellt ist. Das Verfahren 200 weist einen Schritt des Ermitteins 210 von ersten Ausrichtungsdaten für ein erstes Solar- spiegelmodul und zweiten Ausrichtungsdaten für ein zweites Solarspiegelmodul auf, wobei die ersten Ausrichtungsdaten eine Ausrichtung eines Solarspiegels des ersten Solarspiegelmoduls in Bezug auf die Sonne betreffen und die zweiten Ausrichtungsdaten eine Ausrichtung eines Solarspiegels des zweiten Solarspiegelmoduls in Bezug auf die Sonne betreffen und wobei das Ermitteln 210 in einer zentralen Ansteuereinheit erfolgt. Weiterhin umfasst das Verfahren 200 einen Schritt des Übertragens 220 der ersten Ausrichtungsdaten an das erste Solarspiegelmodul und der zweiten Ausrichtungsdaten an das zweite Solarspiegelmodul, wobei das Übertragen unter Verwendung eines gemeinsamen Datenbussystems erfolgt, über welches Daten von der zentralen Ansteuereinheit zum ersten und zweiten Solarspiegelmodul übertragbar sind.

Zusammenfassend ist somit festzustellen, dass mit der vorliegenden Erfindung ein Kommunikationskonzept vorgeschlagen wurde, das sich zur Datenübertragung in Feldern mit verteilter Peripherie eignet. Dabei lassen sich Einsparungen in der TS-Steuerung (TS = Tracking System / Nachführsystem) im Solarfeld erreichen. Es gibt nur noch ein Feldbussystem für das ganze Solarfeld, d.h. Daten vom Trackingsystem und sonstigen Pumpen, Ventilen, Sensoren im Feld und Ähnlichem werden nur über das eine Feldbussystem zwischen den Solarspiegelmodulen und der zentralen Ansteuereinheit übertragen. Durch den hier vorgeschlagenen Ansatz kann bei Verwendung eines drahtlosen Bussystems durch automatisches Routing auch bei Ausfall eines oder mehreren Busteilnehmers gegenüber dem Stand der Technik sichergestellt werden, dass die Solaranlage nicht stehen bleibt und die nicht gestörten Einheiten (TS) weiter funktionieren und im Notfall in eine Schutzposition fahren können. Insbesondere wird durch den vorgeschlagenen Ansatz ermöglicht, dass gegenüber den Lösungen zum Stand der Technik bei Änderungen / Anpassungen der TS-Software die Soft- wäre nicht mehr in die Steuerungseinheiten aller Solarspiegelmodule eingespielt werden muss. Dies könnte ansonsten, so wie es im Stand der Technik ausgeführt wird, bei mehreren Hundert Solarspiegelmodulen viel Zeit in Anspruch nehmen. Insgesamt ist anzumerken, dass beispielsweise für jede abgeschlossene Funktionseinheit (d.h. jedes Solarspiegelmodul) ein Funktionsbaustein und beispielsweise ein Faceplate für die Visualisierung in der zentralen Ansteuereinheit vorgesehen sind. Die Funktionsbausteine werden in der zentralen Ansteuereinheit, beispielsweise mittels eines SPS-Moduls bearbeitet. Ein zusätzlicher Slave- Buskoppler, der beispielsweise speziell auf die Anforderungen für das Trackingsystem zugeschnitten ist (beispielsweise in Form einer 8DI-, 8DO-, 4AI- oder 2AA-Baustein, kann die Hardware oder die Software-Projektierung weiter vereinfachen. Der hier vorgestellte Ansatz bietet dabei insgesamt den Vorteil, dass Programmänderungen nur einmal in die zentrale SPS (d.h. in die zentrale Ansteuereinheit) eingespielt werden brauchen. Es ist somit nun nicht ein Bussystem für alle Feldkomponenten erforderlich. Eine beliebige Clusterung der TS ist leicht möglich z.B. wenn ein Buskoppler drei Solarspiegelmodule mit Informationen oder Ausrichtungsdaten für die Solarspiegel der einzelnen Module versorgen soll.

Bezuqszeichenliste

100 zentrale Ansteuereinheit

105 Solarspiegel

110 Solarspiegelmodul

120 Aktuatorik

130 Absorberrohr

140 Feld, Solarfeld

150 zweites Solarfeld

155 drittes Solarfeld

160 Funktionsmodul

172 Datenbus (Kabel- oder Funkverbindung)

170 Funktionsblock

175 Buskoppler

180 Eingabe- Ausgabe-Modul, -Schnittstelle

183 zweites Funktionsmodul

184 drittes Funktionsmodul

185 Betriebs-Leitstelle

187 Faceplate, Benutzerschnittstelle

190 Ethernet-Verbindung zum Betriebssystem

192 Verbindung zum Feldbussystem

200 Verfahren zur Steuerung einer solarthermischen Anlage

210 Schritt des Ermitteins

220 Schritt des Übertragens