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Title:
METHOD AND CONTROL DEVICE FOR ADJUSTING A PLURALITY OF ADJUSTABLE FUNCTIONAL ELEMENTS OF A SOLAR INSTALLATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/022420
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for adjusting a plurality of adjustable functional elements (202) of a solar installation, wherein a single control unit (206) supplies energy to the functional elements for the adjustment. The method comprises the following steps: a step of selecting one of the functional elements; a step of adjusting an angle of the selected functional element using energy of the control unit; a step of selecting a further functional element; and a step of adjusting an angle of the selected further functional element using energy of the control unit.

Inventors:
GERMANN GUENTER (DE)
HERZIG STEPHAN (DE)
HUEBNER RALF (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/003783
Publication Date:
February 23, 2012
Filing Date:
July 28, 2011
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
GERMANN GUENTER (DE)
HERZIG STEPHAN (DE)
HUEBNER RALF (DE)
International Classes:
F24J2/40; F24J2/54; F24S50/20; G01S3/786
Domestic Patent References:
WO2008110477A12008-09-18
WO2010008584A22010-01-21
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
THÜRER, Andreas (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren (100) zur Verstellung von mehreren verstellbaren Funktionselementen (202) einer Solaranlage, wobei die Funktionselemente von einer einzelnen Ansteue- rungseinheit (206) mit Energie für die Verstellung versorgt werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Auswählen (110) eines der Funktionselemente;

Verstellen ( 20) eines Winkels des ausgewählten Funktionselements unter Verwendung von Energie der Ansteuerungseinheit;

Auswählen (130) eines weiteren der Funktionselemente ; und

Verstellen (140) eines Winkels des ausgewählten weiteren Funktionselements unter Verwendung von Energie der Ansteuerungseinheit.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , wobei der Schritt (130) des Auswählens eines weiteren der Funktionselemente (202) durchgeführt wird, wenn eine vorgegebene Zeitspanne nach dem Start des Schritts des Verstellens (120) ) eines Winkels des ausgewählten Funktionselements abgelaufen ist.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 , wobei der Schritt (130) des Auswählens eines weiteren der Funktionselemente (202) dann durchgeführt wird, wenn das Verstellen (120) des Winkels des ausgewählten Funktionselements beendet ist.

4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verstellen (120) des Winkels des ausgewählten Funktionselements (202) und/oder das Verstellen (140) des Winkels des ausgewählten weiteren Funktionselements dann erfolgt, wenn ein Toleranzbereich zwischen einem Sollwert des Winkels des jeweils ausgewählten Funktionselements und einem Istwert des Winkels des jeweils ausgewählten Funktionselements überschritten ist, wobei der Sollwert für das jeweils ausgewählte Funktionselement vorgegeben ist, und der Istwert an dem jeweils ausgewählten Funktions- element gemessen wird.

Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verstellen (120) des Winkels des ausgewählten Funktionselements (202) und/oder das Verstellen (1 0) des Winkels des ausgewählten weiteren Funktionselements beendet wird, wenn der Toleranzbereich zwischen dem jeweiligen Sollwert und dem jeweiligen Istwert eingehalten ist.

Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Schritt des Verstellens (120,140) des Winkels des ausgewählten Funktionselements (202) und/oder des ausgewählten weiteren Funktionselements eine positive oder negative Verstellrichtung bestimmt wird, wobei die Verstellrichtung entsprechend einem positiven oder negativen jeweiligen Differenzwert zwischen dem jeweiligen Sollwert und dem jeweiligen Istwert bestimmt wird.

Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Auswählen (110,130) des Funktionselements (202) und/oder des ausgewählten weiteren Funktionselements zyklisch wiederholt wird.

Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren einen Schritt des Auswählens mindestens eines zusätzlichen Funktionselements (202) und einen Schritt des Verstellens des mindestens einen zusätzlich ausgewählten Funktionselements unter Verwendung von Energie der Ansteuerungseinheit aufweist.

Steuergerät (200) zur Steuerung einer Verstellung von mehreren verstellbaren Funktionselements (202) einer Solaranlage, wobei die Funktionselements von einer einzelnen Ansteuerungseinheit (206) mit Energie für eine Verstellung versorgt werden, wobei das Steuergerät folgende Einheiten aufweist: einer Einheit (210) zum Auswählen eines einzelnen der mehreren Funktionselemente; und einer Einheit (212) zur Steuerung einer Energieabgabe der Ansteuerungseinheit für eine Verstellung eines Winkels des ausgewählten Funktionselements.

0. Solaranlage mit folgenden Merkmalen: einer Mehrzahl von verstellbaren Funktionselementen(202); einer Ansteuerungseinheit (206); und einem Steuergerät (200) gemäß Anspruch 9.

1. Computerprogrammprodukt mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wenn das Programm auf einem Informationssystem ausgeführt wird.

Description:
Verfahren und Steuergerät zur Verstellung von mehreren verstellbaren Funktionselementen einer Solaranlage

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein Steuergerät zur Ansteuerung einer Verstellung von mehreren verstellbaren Funktionselementen einer Solaranlage, ein entsprechendes Computerprogrammprodukt sowie eine Solaranlage.

Herkömmliche Solaranlagen benötigen zur Verstellung ihrer Spiegelelemente je eine eigene Ansteuerungseinheit und eine Winkelvorgabe pro Spiegelelement. Derzeit werden beispielsweise pro Linearspiegel je ein Umrichter und eine entsprechende Sollwertausgabe in der Steuerung z.B. als analoger Ausgang 4 bis 20 mA benötigt. Die Ansteuerungseinheit eines Spiegelelements setzt die Winkelvorgabe einer zentralen Steuereinheit für das Spiegelelement in ein Antriebssignal für einen Stellmotor des Spiegelelements um. Dadurch fällt ein hoher Materialaufwand an, und es sind hohe Investitionskosten notwendig um eine solche Anlage zu bauen. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Verstellung von mehreren verstellbaren Funktionselementen einer Solaranlage, sowie ein entsprechendes Steuergerät bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Verstellung von mehreren verstellbaren Funkti- onselementen einer Solaranlage sowie einem Steuergerät zur Ansteuerung einer Verstellung von mehreren verstellbaren Funktionselementen einer Solaranlage gemäß den Hauptansprüchen gelöst.

l Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass für eine kostengünstige Ansteuerung von vielen gleichen Positioniereinheiten einer Solaranlage eine einzelne An- steuerungseinheit genügt, wenn ein Antriebssignal nacheinander für je ein Funktionselement zur Verfügung gestellt wird. Desweiteren genügt ein Kanal für eine Winkelvorgabe, wenn die Winkelvorgabe nacheinander für je ein Funktionselement an der Ansteuerungseinheit zur Verfügung gestellt wird.

Vorteilhafterweise lassen sich dadurch Ansteuerungseinheiten und parallele Kanäle für die Winkelvorgabe einsparen, was zu niedrigeren Investitionskosten führt. Niedrigere Investiti- onskosten ermöglichen einen früheren Break-Even-Point, an dem die Solaranlage einen Gegenwert in Energie in Höhe der Investitionskosten„geerntet" / gewonnen hat. Zusätzlich ermöglicht die Erfindung eine Ersparnis an Bauraum für die Steuerung der Solaranlage. Desweiteren ergibt sich durch einen verminderten Materialeinsatz wie eine Einsparung von Spannungsumrichtern eine günstigere Ökobilanz für die Solaranlage.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Verstellung von mehreren verstellbaren Funktionselementen einer Solaranlage, wobei die Spiegelelemente von einer einzelnen Ansteuerungseinheit mit Energie für die Verstellung versorgt werden, mit einem Schritt des Auswählens eines der Funktionselementen ; einem Schritt des Verstellens eines Winkels des ausgewählten Funktionselements unter Verwendung von Energie der Ansteuerungseinheit; einem Schritt des Auswählens eines weiteren der Funktionselemente ; und einem Schritt des Verstellens eines Winkels des ausgewählten weiteren Funktionselements unter Verwendung von Energie der Ansteuerungseinheit. Weiterhin umfasst die Erfindung auch ein Steuergerät zur Ansteuerung einer Verstellung von mehreren verstellbaren Funktionselements einer Solaranlage, wobei die Funktionselemente von einer einzelnen Ansteuerungseinheit mit Energie für eine Verstellung versorgt werden, mit einer Einheit zum Auswählen eines einzelnen der Funktionselemente; und einer Einheit zur Steuerung einer Energieabgabe der Ansteuerungseinheit für eine Verstellung eines Win- kels des ausgewählten Funktionselements.

Desweiteren umfasst die vorliegende Erfindung auch eine Solaranlage, wobei die Solaranlage die folgenden Merkmale umfasst: eine Mehrzahl von verstellbaren Funktionselementen; eine Ansteuerungseinheit; und ein Steuergerät gemäß dem hier vorgestellten Ansatz. Unter einer Solaranlage kann eine thermische Solaranlage zur Gewinnung von Wärmeenergie aus Licht oder eine Anlage mit Photovoltaik-Modulen verstanden werden. Das Licht kann beispielsweise parallel unter einem Einfallswinkel auf die Solaranlage fallen. Dabei kann das Licht Sonnenlicht sein. Die Wärmeenergie kann in einem Absorberrohr gesammelt werden, indem beispielsweise eine lichtabsorbierende Beschichtung Licht in Wärme umwandelt, und die Wärme innerhalb des Absorberrohrs durch ein Medium abtransportiert wird. Die Solaranlage, beispielsweise eine Fresnel-Solaranlage kann mehrere Funktionselemente wie beispielsweise Spiegelelemente zum Reflektieren des Lichts auf das Absorberrohr aufweisen. Für den Fall, der Verwendung einer Solaranlage mit Photovoltaik-Modulen als Funktionselementen können diese Module anstelle der Spiegelelemente auf die Sonne ausgerichtet werden. Auch kann eine Solarturmanlage eingesetzt werden, wobei in diesem Fall die Funktionselemente in Form von Heliostaten ausgebildet sein können, deren Spiegel entsprechend auf die Sonne ausgerichtet werden, so dass Sonnenlicht auf einen Empfänger reflektiert wird, der an einem Turm befestigt ist. Die Funktionselemente oder Spiegelelemente können ebene, d.h. planare Spiegel aufweisen oder ebene Photovoltaik-Module sein. In der nachfolgenden Beschreibung können die Begriffe Funktionselemente und Spiegelelemente in den meisten Fällen synonym ausgetauscht verwendet werden, wenn die Erfindung mit Bezug auf eine solarthermische Anlage beschrieben wird. Die Spiegelelemente können aber auch aus- gebildet sein, einfallendes paralleles Licht in einem Brennpunkt oder einer Brennzone zu bündeln. Der Brennpunkt oder die Brennzone können über eine Länge eines Spiegelelements erstreckt sein. Zum Konzentrieren des Lichts auf das Absorberrohr oder einen Sonnenlichtsammler oder Receiver an einem Solarturm können die Spiegelelemente unterschiedliche Winkel um eine Drehachse oder unterschiedliche Elevations- oder Neigungswin- kel einnehmen. Der Winkel kann um die Drehachse des Spiegelelements relativ zu einer Referenzebene definiert sein. Die Drehachse kann entlang einer Haupterstreckungsrichtung des Spiegelelements verlaufen. Der Winkel der Spiegelelemente kann mit einem Antrieb oder einer Positioniereinheit verstellt werden. Die Spiegelelemente können direkt oder indirekt von einem Elektromotor angetrieben werden. Der Winkel eines Spiegelelements kann von einem Winkelgeber gemessen werden. Der Winkelgeber kann in den Motor integriert sein, wenn der Motor das Spiegelelement ohne Schlupf antreiben kann. Der Motor kann von einer Ansteuerungseinheit mit Energie versorgt werden. Die Energie kann als Wechselspan- nung/-strom oder Gleichspannung/-strom geliefert werden. Der Motor kann dementsprechend ein Drehstrommotor Gleichstrommotor oder ein Schrittmotor sein. Der Strom und/oder die Spannung können eine veränderliche Frequenz aufweisen. Die Ansteuerungs- einheit kann einen Wechselrichter oder StrortWSpannungssteller umfassen. Die Ansteue- rungseinheit kann auf Signale der Einheit zur Steuerung ansprechen. Die Energie der An- steuerungseinheit kann beispielsweise von einer Anordnung von Relais oder Transistoren zu den jeweiligen Antrieben oder Positioniereinheiten der Spiegelelemente geleitet werden. Die Anordnung von Relais oder Transistoren kann auf Signale der Einheit zum Auswählen eines einzelnen der Spiegelelemente ansprechen. Die Schritte des Verfahrens können in einer Steuereinheit, beispielsweise einer SPS durchgeführt werden. Die Steuerung kann eine Mul- tiplex-Antriebssteuerung sein und ein zyklisches Ansteuern von Stellmotoren in einem Round-Robin-Verfahren mit einem Motorsteuergerät durchführen. Dadurch eignet sich die Antriebssteuerung zur einachsigen genauen Positionierung von Funktionselementen. Durch das Multiplexen der Motoren wird für ein Solarelement-Feld nur noch ein Umrichter und ein Sollwertkanal in der Steuerung benötigt. Je nach Kostensituation und Auslegung der Anlage kann entweder ein Frequenzumrichter mit Drehstrommotor, Gleichspannungssteiler mit Gleichstrommotor oder ein Schrittmotor eingesetzt werden. Mit der Multiplexer-

Antriebssteuerung können bei Solaranlagen-Umrichter für Motoren sowie Sollwertausgaben in der Steuerung eingespart werden. Für den Fall der Verwendung von Sonnenenergie- Funktionselementen in der Form von Photovoltaik-Modulen kann eine Verstellung der Winkelrichtung dieser Module analog zu der Verstellung von Funktionselementen erfolgen, wie sie vorstehend näher genannt wurde.

Ferner kann auch der Schritt des Auswählens eines weiteren der Funktionselemente durchgeführt werden, wenn eine vorgegebene Zeitspanne für das Verstellen abgelaufen ist. Unter einer vorgegebenen Zeitspanne kann ein festes Zeitintervall verstanden werden, beispiels- weise von einem Anfang eines der Schritte des Verstellens bis zu einem Ende des Schritts des Verstellens. Das Zeitintervall kann zum Beispiel eine Sekunde betragen. Wenn das Zeitintervall abgelaufen ist, kann ein anderes, beispielsweise ein nächstes Funktionselement ausgewählt und verstellt werden, das in einem (beispielsweise Fresnel-) Solarfeld zu dem zuvor verstellten Funktions- oder Spiegelelement benachbart angeordnet ist. Dadurch lässt sich eine Sollwertvorgabe einfach realisieren, indem das gleiche Zeitintervall für eine Ausgabe des Winkelsollwerts gewählt wird. Dabei können beispielsweise die Verstelleinheiten in der Steuerungseinheit wie der SPS zyklisch durchgetaktet werden, d.h. zum Beispiel wird jede Sekunde ein anderer Antrieb nachgestellt. In einer weiteren Ausführungsform kann der Schritt des Auswählens eines weiteren der Funktionselemente durchgeführt werden, wenn das Verstellen des Winkels des ausgewählten Funktionselements beendet ist. Dadurch kann ein Leerlauf oder eine Verstellung auf einen Winkelsollwert in mehreren Verstellschritten vermieden werden und alle Funktionsele- mente der Solaranlage schnell und präzise auf den Winkelsollwert eingestellt werden.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verstellen des Winkels des ausgewählten Funktionselements und/oder das Verstellen des Winkels des ausgewählten weiteren Funktionselements erfolgen, wenn ein Toleranzbereich zwischen einem Sollwert des Winkels des jeweils ausgewählten Funktionselements und einem Istwert des Winkels des jeweils ausgewählten Funktionselements überschritten ist, wobei der Sollwert für das jeweils ausgewählte Funktionselement vorgegeben ist, und der Istwert an dem jeweils ausgewählten Funktionselements gemessen wird. Ein Toleranzbereich kann durch eine vorgegebene maximale Abweichung vom Winkelsollwert definiert werden. Dabei kann der Toleranzbereich eine Erstreckung in positive und negative Richtung vom Winkelsollwert aufweisen. Der Sollwert kann als der Winkel für das Funktionselement vorgegeben werden, der notwendig ist, das auf das Funktionselement einfallende Licht auf das Absorberrohr zu reflektieren. Der Istwert kann der Winkel des Funktionselements sein, der von dem Winkelgeber gemessen wird. Der Toleranzbereich kann so definiert werden, dass mindestens ein vorgegebener Anteil des reflektierten Lichts das Absorberrohr erreicht. Dadurch kann sichergestellt werden, dass ein möglichst geringer Anteil des reflektierten Lichts das Absorberrohr verfehlt. Wenn der Toleranzbereich nicht überschritten ist kann direkt das nächste Funktionselement ausgewählt und verstellt werden. Dadurch können die Funktionselemente der Solaranlage schneller verstellt werden.

In einer weiteren Ausführungsform kann das Verstellen des Winkels des ausgewählten Funktionselements und/oder das Verstellen des Winkels des ausgewählten weiteren Funktionselements beendet werden, wenn der Toleranzbereich zwischen dem jeweiligen Sollwert und dem jeweiligen Istwert eingehalten wird. Dadurch kann das nächste Funktionselement schnell ausgewählt und die Ansteuerungseinheit voll ausgelastet werden.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann im Schritt des Verstellens des Winkels des ausgewählten Funktionselements und/oder des ausgewählten weiteren Funktionselements eine positive oder negative Verstellrichtung bestimmt werden, wobei die Verstellrichtung entsprechend einem positiven oder negativen jeweiligen Differenzwert zwischen dem jeweiligen Sollwert und dem jeweiligen Istwert bestimmt wird. Eine Verstellrichtung kann eine Drehrichtung für den Antrieb eines Funktionselements vorgeben. Dadurch kann das reflektierte Licht in Richtung des Absorberrohrs gelenkt werden. Durch eine Unter- Scheidung eines Vorzeichens des Differenzwerts zwischen dem Soll- und dem Istwert des Winkels kann die Verstellrichtung sicher ermittelt werden.

Ferner kann gemäß einer weiteren Ausführungsform das Auswählen des Funktionselements und/oder des ausgewählten weiteren Funktionselements zyklisch wiederholt werden. In einer weiteren Ausführungsform können die Schritte des Verfahrens für mindestens ein zusätzliches Funktionselement durchgeführt werden. Dadurch kann ein erstes Funktionselement erneut in eine korrekte Winkelstellung gebracht werden, wenn ein letztes Funktionselement verstellt worden ist. Dadurch kann eine Verstellung der Funktionselemente fortlaufend erfolgen. Wenn eine Durchlaufzeit von erstem zu letztem Funktionselement zu groß ist, und nach der Durchlaufzeit am ersten Funktionselement zu viel reflektiertes Licht durch eine fortlaufende Winkelveränderung des einfallenden Lichts das Absorberrohr verfehlt, dann können eines oder mehrere weitere Steuergeräte und AnSteuereinheiten für einen oder mehrere Teile der Solaranlage verwendet werden. Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem, einem Computer entsprechenden Gerät ausgeführt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfin- dung; und

Fig. 2 eine Darstellung einer Fresnel-Solaranlage mit einem Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gleiche oder ähnliche Elemente können in den nachfolgenden Figuren durch gleiche oder ähnliche Bezugszeichen versehen sein. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnungen, deren Beschreibung sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet werden oder sie zu weite- ren, hier nicht explizit beschriebenen Kombinationen zusammengefasst werden können. Weiterhin ist die Erfindung in der nachfolgenden Beschreibung eventuell unter Verwendung von unterschiedlichen Maßen und Dimensionen erläutert, wobei die Erfindung nicht auf diese Maße und Dimensionen eingeschränkt zu verstehen ist. 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 Merkmal/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 Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal /Schritt oder nur das zweite Merkmal /Schritt aufweist.

Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorgestellten Erfindung. Ein Verfahren 100 zur Verstellung von mehreren verstellbaren Spiegelelementen einer Fresnel- Solaranlage weist folgende Schritte auf: Einen Schritt 110 des Auswählens eines der Spie- gelelemente, einen Schritt 120 des Verstellens eines Winkels des ausgewählten Spiegelelements unter Verwe dung von Energie einer Ansteuerungseinheit, einen Schritt 130 des Auswählens eines weiteren der Spiegelelemente, und einen Schritt 140 des Verstellens eines Winkels des ausgewählten weiteren Spiegelelements unter Verwendung von Energie der Ansteuerungseinheit. Die Spiegelelemente werden von einer einzelnen, d.h. einer einzi- gen Ansteuerungseinheit für die Verstellung mehrerer, insbesondere aller Spiegelelemente mit Energie für die Verstellung versorgt. Im Schritt 110 des Auswählens eines der Spiegelelemente wird ein erstes der Spiegelelemente ausgewählt, und Steuerleitungen zu dem Spiegelelement oder einer Verstelleinheit dieses Spiegelelements kontaktiert. Dadurch können Informationen oder Signale zu dem Spiegelelement oder der Verstelleinheit des Spie- gelelements geleitet werden. Im Schritt 120 wird die Ansteuerungseinheit durch Signale derart angesteuert, dass beispielsweise Energie in Form von Steuersignalen über die Steuerleitungen an das Spiegelelement oder die Verstelleinheit des Spiegelelements gesendet wird. Dadurch kann beispielsweise unter Verwendung eines Elektromotors als Stellgeber bewirkt werden, dass der Winkel des- Spiegelelements gemäß einer Winkelvorgabe für das Spiegel- element verändert wird. Im Schritt 130 wird ein weiteres der Spiegelelemente ausgewählt und die Kontakte zu den Steuerleitungen des ersten Spiegelelements geöffnet, so wie andere Steuerleitungen zu dem ausgewählten weiteren Spiegelelement leitfähig verbunden. Dadurch können nun Informationen in Form von Steuersignalen an das weitere Spiegelelement oder der Verstelleinheit des Spiegelelements geleitet werden. Im Schritt 140 wird die An- steuerungseinheit durch Signale derart angesteuert werden, dass beispielsweise Energie in Form von Steuersignalen über die nun verbundenen Steuerleitungen an das weitere Spiegelelement oder die Verstelleinheit des weiteren Spiegelelements gesendet werden. Jetzt kann der Winkel des weiteren Spiegelelements gemäß einer Winkelvorgabe für das weitere Spiegelelement angepasst oder verändert werden. Durch diese Abfolge können der Reihe nach die Winkel von mehreren oder allen Spiegelelementen der Fresnel-Solaranlage verändert oder angepasst werden, wobei nur eine einzige Ansteuerungseinheit notwendig ist, die über die jeweils kontaktierten Steuerleitungen die entsprechenden Steuersignale an das jeweilige Spiegelelement oder eine entsprechende Verstelleinheit der betreffenden Spiegel- elemente senden kann.

Fig. 2 zeigt eine Fresnel-Solaranlage mit einem Ausführungsbeispiel eines Steuergeräts 200 gemäß einem Aüsführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Fresnel-Solaranlage weist mehrere Spiegelelemente 202 sowie je eine Verstelleinheit und je einen Winkelgeber pro Spiegelelement 202 auf. Die Spiegelelemente 202 reflektieren einfallendes Licht, in diesem Fall Sonnenlicht, auf ein Absorberrohr 204. Dazu sind die Spiegelelemente 202 in unterschiedlichen Winkeln ausgerichtet. Bei einer Veränderung des Einfallswinkels des Lichts ist es notwendig die Winkel der Spiegelelemente 202 beispielsweise gegenüber der Horizontalen zu verändern, um das reflektierte Licht weiterhin auf das Absorberrohr 204 zu konzent- rieren. Dazu sind die Verstelleinheiten und die Winkelgeber jeweils über Steuerleitungen mit einer Fresnel-Multiplex-Antriebssteuerung verbunden. In der Fresnel-Multiplex- Antriebssteuerung befindet sich eine Ansteuerungseinheit 206, beispielsweise ein Wechselrichter oder ein Stromsteller. Weiterhin befindet sich dort eine Anordnung 208 von Relais, die Steuersignale von der Ansteuerungseinheit 206 auf die Steuerleitungen zu den Verstellein- heiten der Spiegelelemente 202 schalten können. Die Anordnung 208 von Relais wird von einer Einheit 210 zum Auswählen kontrolliert. Die Einheit 210 zum Auswählen ist Teil des Steuergeräts 200. Das Steuergerät 200 weist weiterhin eine Einheit 212 zur Steuerung der Ansteuerungseinheit 206 auf. Zusätzlich befindet sich im Steuergerät 200 eine Einheit 214 zum Empfangen von Winkelsignalen der Winkelgeber an den Spiegelelementen 202. Die Einheit 214 zum Empfangen von Winkelsignalen ist über Steuerleitungen mit den Winkelgebern verbunden. Die Verstelleinheiten der Spiegelelemente 202 sind in diesem Ausführungsbeispiel Elektromotoren mit Getriebe. Die Ansteuerungseinheit 206 kann aus einer Gleichspannung eine Wechselspannung mit variabler Frequenz erzeugen. Die Frequenz wird von der Einheit 212 zur Steuerung der Ansteuerungseinheit 206 vorgegeben. Die Einheiten 210, 212 und 214 sind in diesem Ausführungsbeispiel in einer SPS ausgeführt oder integriert. Diese erhält als Eingangssignal eine Winkelvorgabe für die Spiegelelemente 202 der Fresnel-Solaranlage. Die Einheit 210 zum Auswählen eines einzelnen der Spiegelelemente 202 wählt eines der Spiegelelemente 202 der Fresnel-Solaranlage aus und bewirkt, dass die Anordnung 208 von Relais eine elektrische Kontaktierung zu der Verstelleinheit des ausgewählten Spiegelelements 202 über eine zugeordnete Steuerleitung herzustellen. Die Einheit 212 zur Steuerung der Ansteuerungseinheit 206 führt dann einen Vergleich zwischen der Winkelvorgabe für das ausgewählte Spiegelelement 202 und dem, von der Einheit 214 empfangenen Winkelsignal des ausgewählten Spiegelelements 202 durch. Daraufhin steuert die Einheit 212 die Ansteuerungseinheit 206 so an, dass sie ein Steuersignal über die Anordnung 208 von Relais an das ausgewählte Spiegelelement 202 sendet. Das Steuersignal bewirkt, dass der Motor am ausgewählten Spiegelelement 202 in eine vorgegebene Richtung mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit anläuft, um das ausgewählte Spiegelelement 202 um eine Rotationsachse zu drehen. Durch die Drehung der Spiegelelements 202 verändert sich dessen Winkel und das einfallende Licht wird auf das Absorberrohr 204 reflektiert. Wenn die Einheit 212 keine Überschreitung eines Toleranzbereichs zwischen Winkelvorgabe und tatsächlich gemessenem Winkel mehr ermittelt und/oder eine maximale Zeitspanne für den Vorgang des Verstellens eines Spiegelelement abgelaufen ist, bewirkt sie, dass die Einheit 210 ein nächstes Spiegelelement 202 auswählt und ein Schritt des Verstellens läuft für die- ses neu ausgewählte wird ein erneutes Verstellen beim ersten der Spiegelelemente 202 begonnen.

Der hier vorgestellte Ansatz kann auch für die Nachstellung von weiteren Anlagentypen- von Solaranlagen verwendet werden. Beispielsweise kommen für derartige Anlagentypen die folgenden Formen in Fragen:

- Parabolrinnenkraftwerke,

- kleine Parabolrinnen für Prozesswärme, -kälte,

- Solarturmkraftwerke mit Heliostaten, - Lineare Fresnel-Kraftwerke,

- Lineare Fresnel-Anlagen für Prozesswärme, -kälte (beispielsweise als Dachanlagen),

- Photovoltaik-Felder mit 1 -achsiger / 2-achsiger Nachführung,

- Paraboloide (Dish-Stirling-Anlagen oder konzentrierende Photovoltaik-Module), und - konzentrierende Photovoltaik (-Module) mit 2-achsiger Nachführung.

Denkbar wäre, das beschriebene Verfahren vor allem auch bei kleinen Parabolrinnen zur Prozesswärmegewinnung oder Photovoltaik-Feldern mit 1 -achsiger Nachführung einzusetzen.

Bei den vorstehend beschriebenen Anlagentypen wird beispielsweise die Nachführung der entsprechenden Funktionselemente durch den hier vorgestellten Ansatz möglich. Dabei kann insbesondere beim Verstellen der Funktionselemente Energie von der Ansteuereinheit zu Verfügung gestellt und verwendet werden.

Ferner ist es auch denkbar, ein Verstellen der einzelnen Funktionselemente bzw. der Winkel der einzelnen Funktionselemente in Richtung zur Sonne nacheinander, abwechselnd auszuführen. Beispielsweise kann zuerst eine Verstellung des Elevationswinkels (beispielsweise des Winkels des Funktionselementes in der Horizontalen) und hieran anschließen eine Ver- Stellung des Azimuts-Winkels (beispielsweise des Winkels des Funktionselementes in Richtung der Vertikalen) erfolgen. Eine solche Vorgehensweise bietet den Vorteil, dass eine Verstellung nacheinander erfolgt, so dass ein besseres und stabileres Regelungsverhalten bei der Verstellung erreicht werden kann. Ferner kann auch vermieden werden, dass durch die gleichzeitige Verstellung des Funktionselementes in zwei Ebenen ein zu hoher Energiebe- darf für die Anlage oder die verteilten Solarmodule erforderlich ist.

Bezuqszeichenliste

100 Verfahren

110 Auswählen eines der Funktionselemente

120 Verstellen eines Winkels des ausgewählten Funktionselements

130 Auswählen eines weiteren der Funktionselemente

140 Verstellen eines Winkels des ausgewählten weiteren Funktionselements

200 Steuergerät

202 Funktionselemente

204 Absorberrohr

206 Ansteuerungseinheit

208 Anordnung von Relais

210 Einheit zum Auswählen

212 Einheit zur Steuerung

214 Einheit zum Empfangen