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DE10022236A1 - Mechanisch/hydraulisches Verstellsystem für zweiachsig dem Sonnenstand nachgeführte Solargeneratoren - Google Patents

Mechanisch/hydraulisches Verstellsystem für zweiachsig dem Sonnenstand nachgeführte Solargeneratoren

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DE10022236A1
DE10022236A1 DE10022236A DE10022236A DE10022236A1 DE 10022236 A1 DE10022236 A1 DE 10022236A1 DE 10022236 A DE10022236 A DE 10022236A DE 10022236 A DE10022236 A DE 10022236A DE 10022236 A1 DE10022236 A1 DE 10022236A1
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axis
solar generator
azimuth
hydraulic
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Horst-Walter Grollius
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Abstract

Das Verstellsystem dient dem Zweck, den Einfallswinkel der Sonnenstrahlen auf die Solargeneratorfläche über den Tag zur Maximierung des Energieertrages nahezu senkrecht zu halten. Dabei wird sichergestellt, dass das Betreiben des Solargenerators bei minimalem Energie- und Wartungsaufwand und bei hoher mechanischer Stabilität möglich ist. DOLLAR A Zur Azimutverstellung wird eine sich linear bewegende Zahnstange verwendet, die mit ihren Zähnen in die Verzahnung eines Rundteiles eingreift, das somit in Drehung versetzt wird. Das Rundteil trägt an seinem oberen Ende eine Platte, mit der die an einem Tragwerk befestigte Solargeneratorfläche über Gelenk-Lagerböcke verbunden ist. Die Elevationsverstellung erfolgt mit einem handelsüblichen Hydrozylinder. DOLLAR A In sonnenreichen Ländern könnten Solargeneratoren unter Verwendung des mechanisch-hydraulischen Verstellsystems in großer Zahl installiert und der erzeugte Strom könnte ins Stromnetz eingespeist oder damit Wasserstoff produziert werden.

Description

Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft ein mechanisch/hydraulisches Verstellsystem für zwei­ achsig dem Sonnenstand nachgeführte Solargeneratoren nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1. Nachgeführte Solargeneratoren beinhalten im vorliegenden Fall als wesentliche Bestandteile die aus photovoltaischen So­ larzellen aufgebaute Fläche (Solargeneratorfläche) einschließlich des Trag­ werkes, den mit dem Erdreich verbundenen Turm und das erfindungsgemäße Verstellsystem. Das die Solarzellen tragende Tragwerk ist mit dem oberen Ende des Turmes über das erfindungsgemäße Verstellsystem verbunden.
Stand der Technik
Bereits ausgeführte Verstellsysteme zum Zweck der zweiachsigen Nachfüh­ rung von photovoltaischen Solargeneratoren sind in erster Linie zu For­ schungs- und Versuchszwecken im Einsatz. Die dabei verwendete Technik ist für eine industrielle Massenproduktion nicht geeignet und kann auch mit den stationären (aufgeständerten bzw. dachmontierten) Solargeneratoren aus Ko­ stengrinden nicht konkurrieren.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstig herzustellendes mechanisch/hydraulisches Verstellsystem für zweiachsig dem Sonnenstand nachgeführte Solargeneratoren bereitzustellen, damit die Anpassung der So­ largeneratorfläche an die Änderung des Sonnenstandes möglich ist, mit dem Zweck, den Einfallswinkel der Sonnenstrahlen auf die Solargeneratorfläche über den Tag zur Maximierung des Energieertrages nahezu senkrecht zu hal­ ten, wobei durch die Erfindung sichergestellt wird, dass das Betreiben des Solargenerators bei minimalem Energie- und Wartungsaufwand und bei hoher mechanischer Stabilität möglich ist. Durch die Nachführung kann der Energieertrag gegenüber statisch aufgeständerten (nach Süden ausgerichteten) Solargeneratoren um bis zu 40% gesteigert werden.
Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird durch ein mechanisch/hydraulisches Verstellsystem ge­ löst, das sich zur Azimutverstellung einer Zahnstange bedient, die in einem Rohr eine lineare Bewegung ausführt. Die Zähne der Zahnstange greifen in die Verzahnung eines Rundteiles ein, das somit in Drehung versetzt wird. Das Rundteil trägt an seinem oberen Ende eine Platte, mit der das Tragwerk mit der daran befestigten Solargeneratorfläche über Gelenk-Lagerböcke verbun­ den ist. Zur Durchführung der Elevationsverstellung dient ein Hydrozylinder, der mit seinen Schwenkzapfen in Lagerböcken gelagert ist, die an der Unter­ seite der Platte befestigt sind.
Verteile der Erfindung
Das der Erfindung zugrunde liegende Verstellsystem bedient sich zur Durch­ führung der Verstellbewegungen sowohl für die Azimutverstellung als auch fair die Elevationsverstellung eines druckbeladenen Ölstromes, der von einem einzigen Miniatur-Hydraulikaggregat geliefert wird. Dem Wesen hydrauli­ scher Antriebe ist es eigen, dass bei kleinen Verfahrgeschwindigkeiten der Aktuatoren große Kräfte aufgebracht werden können. Diese Eigenschaft wird bei dem erfindungsgemäßen Verstellsystem vorteilhaft ausgenutzt, da beim Nachführvorgang der Solargeneratorfläche nur sehr niedrige Geschwindig­ keiten erforderlich sind. Da beim erfindungsgemäßen Verstellsystem auch die Kräfte relativ gering sind, ist die für die Nachführung insgesamt aufzuwen­ dende Energie sehr gering, zumal die wichtigsten Lagerstellen mit reibungs­ armen Wälzlagern ausgerüstet werden. Die für die Nachführung aufzuwen­ dende Energie wird ca. 0,1% der vom Solargenerator insgesamt gelieferten Energie betragen.
Für die Steigerung des Energieertrages durch Nachführung kommt insbeson­ dere einer präzisen Azimutverstellung besondere Bedeutung zu. Beim erfin­ dungsgemäßen Verstellsystem wird die Azimut-Ist-Position mittels eines Po­ tentiometers, das sich im Innern des Lagerungssystems befindet, erfaßt. Die Drehbewegung der Azimutverstellung der Solargeneratorfläche wird auf das Potentiometer unter Zwischenschaltung eines Zahradgetriebes mit einer 10- fachen Übersetzung übertragen. Die Stellung der Potentiometerwelle kann mit einer Genauigkeit von +/-0,5° vom Mikrorechner erfaßt werden. Das bedeu­ tet, dass bei der vorhandenen 10-fachen Übersetzung bei der Azimutnachfüh­ rung die Solargeneratorfläche auf +/-0,05°-Genauigkeit an den aktuellen Azimut-Sonnenstand angepaßt werden kann.
Die Azimutnachführung, also die Anpassung der Solargeneratorfläche an den aktuellen Azimut-Sonnenstand, wird nicht kontinuierlich durchgeführt, son­ dern immer nur dann, wenn eine wähl- und einstellbare Differenz (Grenzwert) zwischen dem aktuellen Azimut-Sonnenstand und der Azimut-Ist-Position der Solargeneratorfläche vorliegt. Das bedeutet, dass das Miniatur- Hydraulikaggregat nur dann in Betrieb genommen wird, wenn der Grenzwert erreicht wird (Intervallbetrieb).
Die Elevationsnachführung, also die Anpassung der Solargeneratorfläche an den aktuellen Elevation-Sonnenstand, wird ebenfalls im Intervallbetrieb durchgeführt. Da die Elevationsnachführung im Hinblick auf den durch Nach­ führung erzielbaren Energiegewinn weniger wichtig ist als die Azimutnach­ führung, genügt eine Anpassung der Solargeneratorfläche an den Elevation- Sonnenstand in wenigen Intervallen. Das Verhältnis zwischen der Anzahl der über den Tagesgang der Sonne durchzuführenden Azimutnachführungen und der Anzahl der Elevationsnachführungen wird beim praktischen Betrieb ca. 20 : 1 sein.
Der Intervallbetrieb des Miniatur-Hydraulikaggregates bei Azimut- und Ele­ vationsnachführung ist ein wesentlicher Grund für den geringen aufzuwen­ denden Nachführ-Energieanteil an der insgesamt vom Solargenerator gelie­ ferten Energie.
Vorteilhaft ist die Ausgestaltung der Erfindung insofern auch, dass die Eleva­ tionsverstellung der Solargeneratorfläche über einen großen Winkelbereich erfolgen kann, der auch die waagerechte Lage der Solargeneratorfläche er­ möglicht. Diese Stellung wird dann eingenommen, wenn bei Windgeschwin­ digkeiten über 60 m/s die Gefahr von Beschädigungen besteht.
Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Dre­ hung des Rundteiles und damit die Verstellung um die Azimutachse erst möglich wird, wenn vor dem Beginn der Bewegung der Zahnstange eine am Außenmantel des Rundteiles über Anpreßkräfte wirkende Bremse gelöst wird, die nach Beendigung der Bewegung der Zahnstange und damit nach Beendi­ gung der Bewegung des Rundteils ihre Bremswirkung wiederum über An­ preßkräfte an dem Rundteil wirksam werden läßt und damit die unbeabsich­ tigte Drehung des Solargenerators (z. B. durch Windeinflüsse) um die Azi­ mutachse verhindert.
Das erfindungsgemäße Verstellsystem erlaubt vorteilhaft durch Veränderung der Länge der Zahnstange und der Länge des Rohres, in dem sich die Zahn­ stange bewegt, die Anpassung an die für den jeweiligen Aufstellungsort er­ forderliche Beachtung der Azimutwinkel von Sonnenaufgang und Sonnenun­ tergang.
Durch die innen durchgehend hohle Gestaltung des Rundteiles wird vorteil­ haft ein freier Raum für die Durchführung der von der Solargeneratorfläche abzuführenden elektrischen Leitungen geschaffen. Das erlaubt die zentrale Weiterleitung der elektrischen Leitungen durch das Turminnere, die dadurch vor Witterungseinflüssen geschützt durch das Betonfundament des Turmes in das Erdreich zum Zwecke der Einspeisung des erzeugten Stromes in das öf­ fentliche Netz geführt werden können.
Ein für das erfindungsgemäße Verstellsystem vorteilhaft gestaltetes Dich­ tungssystem verhindert zuverlässig das Eindringen von Schmutzpartikel in das Innere des Lagerungsgehäuses und damit in das Lagerungssystem.
Die für die Lagerungen wegen der Reibungsarmut vorteilhaft verwendeten Wälzlager gelten entsprechend der Wälzlagertheorie als statisch belastet und weisen geringe Belastungen bei hohen statischen Tragzahlen aus. Die Wälz­ lager im unteren Teil des Lagerungsgehäuses werden zusammen mit den Ver­ zahnungen von Zahnstange und Rundteil mittels Öl geschmiert. Das im obe­ ren Teil des Lagerungsgehäuses angeordnete Wälzlager wird dauerhaft mit Fett gefüllt und bedarf keiner weiteren Wartung. Die Wartung des mecha­ nisch/hydraulischen Verstellsystems kann sich deshalb auf den Austausch des im Lagerungsgehäuses befindlichen Öles und auf den Austausch einiger we­ niger, leicht zugänglicher Dichtungen in mehrjährigem Abstand beschränken.
Die das erfindungsgemäße Verstellsystem betreffenden Teilsysteme sind aus bewährten und der Berechnung leicht zugänglichen Maschinenelementen auf­ gebaut, die hohe mechanische Stabilität und damit eine hohe Betriebssicher­ heit auch unter Windbelastungen garantieren.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Der Gegenstand der Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 ein Gesamtkonzept des Solargenerators in seitlicher und vorderer Ansicht, wobei in der seitlichen Ansicht ein der Er­ findung zugrunde liegendes mechanisch/hydraulisches Ver­ stellsystem durch eine strichpunktierte Ellipse abgegrenzt wird,
Fig. 2 eine seitliche Ansicht eines mechanisch/hydraulisches Verstellsystem nach der Erfindung,
Fig. 3 eine Draufsicht gemäß Blickrichtung A in Fig. 2 auf ein erfindungsgemäßes mechanisch/hydraulisches Verstellsystem,
Fig. 4 einen Schnitt gemäß Schnittangabe B-B in Fig. 2 durch den Zahnstangenantrieb der Erfindung,
Fig. 5 einen Schnitt gemäß Schnittangabe C-C in Fig. 2 durch das Bremssystem der Erfindung,
Fig. 6 einen Schnitt durch das Lagerungssystem der Erfindung, in das auch der Zanhnstangenantrieb gemäß Fig. 4 und das Bremssystem gemäß Fig. 5 der Erfindung integriert sind,
Fig. 7 einen Schaltplan des hydraulischen Antriebssystems zur Azimut- und Elevationsverstellung,
Fig. 8 eine Einbausituation eines Potentiometers zur Erfassung der Elevation-Ist-Position.
Die Fig. 1 zeigt einen Solargenerator, bestehend aus einer Solargeneratorflä­ che (1), einem Tragwerk (2), einem mechanisch/hydraulischen Verstellsy­ stem (3), einem Turm (4) und einem Betonfundament (5). Die Solargenerator­ fläche (1) besteht aus mehreren in einer Ebene liegenden Solarzellen (6).
Die Fig. 2 zeigt ein mechanisch/hydraulisches Verstellsystem mit einem Ge­ häuse (7), in dem das Lagerungssystem für die Verstellung um die Azimut­ achse (8) untergebracht ist. Im Gehäuse (7) befinden sich auch der Zahnstan­ genantrieb (9) und das Bremssystem (10). Über einen Flansch (11) wird das Gehäuse (7) mit dem oberen Ende des Turms (4) verschraubt. Ein durch die Zahnstange (19) des Zahnstangenantriebes (9) in Drehung versetztes Rundteil (12) trägt am oberen Ende eine Plane (13) mit dem für die Elevationsverstel­ lung benötigten Hydrozylinder (14), der mit seiner Kolbenstange auf den mit dem Tragwerk (2) verschraubten Hydrozylinder-Lagerbock (15) wirkt. Durch Ein- und Ausfahren der Kolbenstange ändert sich die Neigung der Solargene­ ratorfläche (1). Die Drehung erfolgt dabei um die Drehachse (16) der beiden Traversen-Lagerböcke (17), die ebenfalls mit dem Tragwerk (2) verschraubt sind und an den Enden einer Traverse (18) lokalisiert sind.
Die Fig. 3 zeigt ein mechanisch/hydraulisches Verstellsystem nach Fig. 2 in einer von oben gewählten Blickrichtung mit Platte (13), Hydrozylinder (14), Hydrozylinder-Lagerbock (15), Traversen-Lagerböcke (17), Traverse (18) und Zahnstangenantrieb (9).
Die Fig. 4 zeigt den Zahnstangenantrieb (9) bestehend aus einer Zahnstange (19), die durch ihre Linearbewegung das Rundteil (12) zum Zwecke der Azi­ mutverstellung in Drehung versetzt. Die in einem Rohr (20) geführte Zahn­ stange (19) trägt an ihren Enden Dichtungselemente (21), die das Eindringen von Hydrauliköl in das Innere des Gehäuses (7) verhindern. Das Rohr (20) ist mit einem in das Gehäuse (7) eingeschweißten Vierkant (22) durch Schweiß­ nähte verbunden.
Die Fig. 5 zeigt das Bremssystem (10) bestehend aus einem Bremszylinder (23), der durch die von Tellerfedern (24) erzeugte Kraft gegen das Rundteil (12) gedrückt wird, wodurch eine unbeabsichtigte Veränderung der Azimut­ position verhindert wird. Zum Abheben des Bremszylinders (23) vom Rund­ teil (12) wird der Bremskolben (25) mit Drucköl beaufschlagt und der daran befestigte Druckbolzen (26) verschiebt den Bremszylinder (23) entgegen der Federkraft. Bremszylinder (23), Tellerfedern (24), Bremskolben (25) und Druckbolzen (26) befinden sich in einem Vierkant (27), das durch Schweiß­ nähte mit dem Gehäuse (7) verbunden ist.
Die Fig. 6 zeigt das Lagerungssystem des hydraulisch/mechanischen Verstell­ systems. Darin integriert ist der Zahnstangenantrieb nach Fig. 4 und das Bremssystem nach Fig. 5. Das Rundteil (12) ist im Gehäuse (7) in Wälzlagern (28), (29) und (30) gelagert. Das Lager (30) dient zur Aufnahme der in Rich­ tung der Azimutachse (8) wirkenden Belastungen, die im Wesentlichen vom Gewicht der Solargeneratorfläche (1) und des Tragwerkes (2) verursacht wer­ den. Die beiden Wälzlager (28) und (29) nehmen Kräfte senkrecht zur Azimutachse (8) auf, die aus den von Gewichts- und Windbelastungen hervorge­ rufenen Momenten resultieren. Die Schmierung der Lager (29) und (30) und die Schmierung des Zahneingriffes von Zahnstange (19) und Rundteil (12) er­ folgt durch Öl, das über eine Öleinfüllöffnung (31) in das Gehäuseinnere ein­ gebracht wird. Ein mit der Grundplatte (32) verbundenes Innenrohr (33) ver­ hindert das Austreten von Öl aus dem Gehäuse (7). Die Öleinfüllöffnung (31) wird mit einer Verschlußschraube verschlossen. Der Ölstand läßt sich über ein Schauglas (34) kontrollieren. Zum Ablassen des Öles wird ein Gewinde­ stopfen (35) entfernt, der sich am unteren Rand der Grundplatte (32) befindet.
Ein mit dem Zahnradrohr mittels Preßsitz verbundener Dichtring (36) trennt unteren und oberen Gehäuseraum. Letzterer beinhaltet als wesentliche Be­ standteile das Bremssystem (10) nach Fig. 5, das Potentiometer (37) zur Er­ fassung der Azimut-Ist-Position und das obere Wälzlager (28). An der Welle des Potentiometers ist ein kleines Zahnrad (38) befestigt, das mit dem am Rundteil (12) verschraubten großen Zahnrad (39) in Eingriff ist.
Die Schmierung des oberen Wälzlagers (28) erfolgt mit Fett. Ein Austreten von Fett und Eindringen von Schmutz wird durch Dichtscheiben aus Blech (40) verhindert.
Der Innenrand der Dichtplatte (41), die das Gehäuse (7) abdeckt, bildet mit der Außenfläche des Rundteiles (12) einen engen Spalt. Am äußeren Rand der Dichtplatte (41) befindet sich eine Gummidichtung (42), die mit ihrer Lippe die untere Fläche der Platte (13) berührt. Durch die Gummidichtung (42), den engen Spalt zwischen Dichtplatte (41) und Rundteil (12) und die sich direkt am Lager befindenden Dichtscheiben aus Blech (40) wird ein Eindringen von Schmutzpartikeln in das obere Lager und damit auch in das Innere des Gehäu­ ses zuverlässig verhindert.
Fig. 7 zeigt das hydraulische Antriebssystem zur Azimut- und Elevationsver­ stellung in Form eines Schaltplanes. Ein Miniatur-Hydraulikaggregat (43) versorgt den Zahnstangenantrieb (9) für die Azimutverstellung und den Hy­ drozylinder (14) für die Elevationsverstellung mit Drucköl. Das Miniatur- Hydraulikaggregat (43) besteht aus einem Gleichstrommotor, einer Zahn­ radpumpe nebst Ölbehälter mit Filter und den erforderlichen Ventilen. In Fig. 7 ist das Miniatur-Hydraulikaggreat (43) durch einen strichpunktierten Li­ nienzug umrandet.
Der in der Drehrichtung umkehrbare Gleichstrommotor entnimmt seine Ener­ gie dem Solargnerator, so dass ein vollkommen autarker Betrieb möglich ist.
Bei "Azimut-Rechtsdrehung" (die Pfeile mit durchgezogener Linie sind zu beachten) fördert das Miniatur-Hydraulikaggregat (43) Öl über das rechte 3/2- Wegeventil (44), das sich in Schaltstellung "rechts" befindet, in die rechte Kammer des Zahnstangenantriebes (9). Eine Bewegung der Zahnstange (19) und damit eine Drehung der Solargeneratorfläche (1) kann aber erst dann er­ folgen, wenn der Öldruck in dem zum Bremssystem (10) führenden Leitung so groß wird, dass sich die zwischen Bremszylinder (23) und Rundteil (12) wirkende Reibkraft so weit verringert, bis eine Bewegung möglich wird. Das bei der Bewegung der Zahnstange (19) aus der linken Kammer des Zahnstan­ genantriebes (9) ausfließende Öl gelangt über das linke 3/2-Wegeventil (45), das sich in Schaltstellung "rechts" befindet, nicht in den Tank, sondern ver­ bleibt im Kreislauf. Zur Beendigung der Schwenkbewegung wird das Minia­ tur-Hydraulikaggregat (43) abgeschaltet, wodurch wegen des fehlenden Ölzu­ flusses zum Zahnstangenantrieb (9) die Zahnstange (19) und damit die Dreh­ bewegung der Solargeneratorfläche (1) zum Stillstand kommt. Zur Absen­ kung des Öldruckes in der zum Bremssystem (10) führenden Leitung wird das 2/2-Wegeventil (46) kurzzeitig in die Schaltstellung "links" gebracht, wonach der Bremszylinder (23) wieder mit der größten von den Tellerfedern (24) auf­ zubringenden Kraft auf das Rundteil (12) wirkt.
Bei "Elevation-Anheben" (die Pfeile mit gestrichelter Linie sind zu beachten) fördert das Miniatur-Hydraulikaggregat (43) Öl über das linke 3/2-Wegeventil (45), das sich jetzt in Schaltstellung "links" befindet, auf die Kolbenseite des Hydrozylinders (14). Es kommt zum Ausfahren der Kolbenstange und da­ mit zur Veränderung der Neigung der Solargeneratorfläche (1). Das Öl im Kolbenstangenraum wird dabei über das rechte 3/2-Wegeventil (44), das sich jetzt ebenfalls in Schaltstellung "links" befindet, zum Miniatur- Hydraulikaggregat (43) zurückgeführt. Zur Beendigung der Bewegung der Kolbenstange wird das Miniatur-Hydraulikaggregat (43) abgeschaltet, wo­ durch der Ölfluß zur Kolbenseite des Hydrozylinders (14) zum Stillstand kommt.
Sowohl am Zahnstangenantrieb (9) als auch am Hydrozylinder (14) befinden sich je zwei entsperrbare Rückschlagventile (47), die eine "hydraulische Ein­ spannung" beider Aggregate bei Stillstand bewirken.
Zusätzlich am Hydrozylinder (14) angebrachte Senkbremsventile (in Fig. 7 nicht eingezeichnet) verhindern bei Leitungsbruch ein unkontrolliertes Ab­ senken der Solargeneratorfläche.
Fig. 8 zeigt ein in der Achse (49) eines Traversen-Lagerbockes (17) einge­ bautes Potentiometer (48) zur Erfassung der Elevation-Ist-Position. Die Welle des Potentiometers (48) wird über ein Verlängerungsstück (50) nach außen geführt. Das Ende des Verlängerungsstückes (50) ist mit einer Halterung (S 1) verbunden, die an dem Lagerbocksteg (52) verschraubt ist. Dadurch wird be­ wirkt, dass bei einer Neigungsverstellung der Solargeneratorfläche (1) sich nicht die Welle des Potentiometers (48) dreht, sondern dessen Gehäuse, das über eine Zwischenhülse (53) mit der Achse (49) verbunden ist.
Bezugszeichealiste
1
Solargeneratorfläche
2
Tragwerk
3
Mechanisch/hydraulisches Verstellsystem
4
Turm
5
Betonfundament
6
Solarzelle
7
Gehäuse
8
Azimutachse
9
Zahnstangenantrieb
10
Bremssystem
11
Flansch
12
Rundteil
13
Platte
14
Hydrozylinder
15
Hydrozylinder-Lagerbock
16
Drehachse
17
Traversen-Lagerbock
18
Traverse
19
Zahnstange
20
Rohr
21
Dichtungselement
22
Vierkant (Zahnstangenantrieb)
23
Bremszylinder
24
Tellerfedern
25
Bremskolben
26
Druckbolzen
27
Vierkant (Bremssystem)
28
Wälzlager (oben)
29
Wälzlager (unten)
30
Wälzlager (unten)
31
Öleinfüllöffnung
32
Grundplatte
33
Innenrohr
34
Schauglas
35
Gewindestopfen
36
Dichtring
37
Potentiometer (Azimut-Istposition)
38
Meines Zahnrad
39
Großes Zahnrad
40
Dichtscheiben aus Blech
41
Dichtplatte
42
Gummidichtung
43
Miniatur-Hydraulikaggregat
44
3/2-Wegeventil (rechts)
45
3/2-Wegeventil (links)
46
2/2-Wegeventil
47
Entsperrbares Rückschlagventil
48
Potentiometer (Elevation-Ist-Position)
49
Achse
50
Verlängerungsstück
51
Halterung
52
Lagerbocksteg
53
Zwischenhülse
54
Lagerbock

Claims (8)

1. Mechanisch/hydraulisches Verstellsystem für zweiachsig dem Sonnenstand nachgeführte Solargeneratoren, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung um die erste Achse (Verstellung um die Azimutachse = Azimutverstellung) mittels der Linearbewegung einer Zahnstange (19) erfolgt, die mit ihren Zäh­ nen in die Verzahnung eines Rundteiles (12) eingreift und dieses in Drehung versetzt, und dass die Verstellung um die zweite Achse (Verstellung um die Elevationsachse = Elevationsverstellung) mittels eines Hydrozylinders (14) erfolgt, dessen Schwenkzapfen in Lagerböcken (54) gelagert sind, die mit ei­ ner auf dem Rundteil (12) befestigten Platte (13) verschraubt sind.
2. Mechanisch/hydraulisches Verstellsystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Drehung des Rundteiles (12) und damit die Verstel­ lung um die Azimutachse (8) erst möglich wird, wenn vor dem Beginn der Bewegung der Zahnstange (19) ein am Außenmantel des Rundteiles (12) über Anpreßkräfte wirkender Bremszylinder (23) gelöst wird, der nach Beendi­ gung der Bewegung der Zahnstange (19) und damit nach Beendigung der Bewegung des Rundteils (12) seine Bremswirkung erneut über Anpreßkräfte an dem Rundteil (12) wirksam werden läßt und damit die unbeabsichtigte Drehung des Solargenerators (z. B. durch Windeinflüsse) um die Azimutach­ se (8) verhindert.
3. Mechanisch/hydraulisches Verstellsystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Bewegung der durch ein Rohr (20) umschlossenen Zahnstange (19) zwecks Azimutverstellung mittels eines handelsüblichen Mi­ niatur-Hydraulikaggregates (43) erzeugten druckbeladenen Ölstromes bewirkt wird, und dass die Bewegung der Kolbenstange des Hydrozylinders (14) zwecks Elevationsverstellung ebenfalls mittels des von demselben Miniatur- Hydraulikaggregat (43) erzeugten druckbeladenen Ölstromes bewirkt wird.
4. Mechanisch/hydraulisches Verstellsystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Rundteil (12) innen durchgehend hohl ist, wodurch ein freier Raum für die Durchführung von Leitungen (z. B. Elektrokabel) ge­ schaffen wird.
5. Mechanisch/hydraulisches Verstellsystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Elevationsverstellung des Solargenerators über einen Winkelbereich von 0° bis 90° erfolgen kann, wobei die 90°-Stellung (waage­ rechte Stellung) dann eingenommen wird, wenn bei zu hohen Windgeschwin­ digkeiten die Gefahr der Beschädigung des Solargenerators besteht.
6. Mechanisch/hydraulisches Verstellsystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Azimutverstellbereich des Solargenerators durch Ver­ änderung der Länge der Zahnstange (19) und der Länge des Rohres (20), in dem sich die Zahnstange (19) bewegt, an die für den jeweiligen Aufstellungs­ ort erforderlichen Bedingungen (Beachtung der Azimutwinkel von Sonnen­ aufgang und Sonnenuntergang) angepaßt werden kann.
7. Mechanisch/hydraulisches Verstellsystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Azimut-Ist-Position der Solargeneratorfläche (1) durch ein im Lagerungssystem angeordnetes Potentiometer (37) erfaßt wird, und daß die Elevation-Ist-Position der Solargeneratorfläche durch ein in der Achse daß die Elevation-Ist-Position der Solargeneratorfläche durch ein in der Achse (49) eines Lagerbockes (befestigt am Tragwerk der Solargeneratorfläche (1)) angeordnetes Potentiometer (48) erfaßt wird.
8. Mechanisch/hydraulisches Verstellsystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mittels eines Microprozessors die momentanen Sonnen­ standsdaten (Azimut- und Elevation-Position der Sonne) berechnet und mit den Ist-Positionen (Azimut- und Elevation-Position der Solargeneratorfläche (1)) verglichen werden. Wenn die Abweichungen wählbare Grenzwerte über­ schreiten, wird die Solargeneratorfläche (1) durch Inbetriebnahme des Mi­ niatur-Hydraulikaggregates (43) dem Sonnenstand nachgeführt, bis die Azi­ mut-Position und die Elevation-Position der Solargeneratorfläche mit der momentanen Azimut-Position und Elevation-Position der Sonne überein­ stimmen. Ist dies der Fall, wird das Miniatur-Hydraulikaggregate (43) außer Betrieb gesetzt.
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