[发明专利]用于使用在用于利用太阳能的系统中的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的用于使用在用于利用太阳能的系统中的装置。本发明还涉及一种具有权利要求10的特征的太阳能塔发电站。

现有技术

在现有技术中已知了太阳能塔发电站，也称作中央接收器发电站，其包括中央太阳能塔（接收器）和日光反射装置场。日光反射装置场中的日光反射装置（Heliostate）用于可运动的镜的跟踪，以便在一天时间中以及也在超过一年时间上补偿变化的太阳位置并且与太阳的位置无关地始终将太阳光转向到中央接收器上。为了跟踪，通常使用其镜可以围绕垂直的转动轴线（方位角）和围绕水平的转动轴线（仰角）被跟踪的日光反射装置。镜在此大多通过传动装置设置在嵌装在地面中的支架上。

在US 2011/0041834A1中已经公开了这样的日光反射装置。所述日光反射装置具有支架和横向于支架设置的支承体，在所述支承体上设置有两个镜。在支架与支承体之间设置有用于既在垂直方向上也在水平方向上进行跟踪的装置。其用于跟踪的驱动装置构造为直线电动机并且通过相应的杆直接作用到设置在所述装置的部件上或设置在支承体上的臂上。

在WO 2008/092195A1中同样公开了一种日光反射装置，其具有支架和通过跟踪装置设置在支架上的镜模块。用于在垂直方向上和水平方向上的相应跟踪的驱动装置同样构造为直线电动机。直线电动机的相应的杆在此直接作用到镜模块上的相应的固定点上。

所描述的两种现有技术的装置的缺点是，根据相应的镜状态会出现两个直线电动机的冲突（Kollision）。WO 2008/092195A1的主题因此也是一种包括探测器的系统，所述探测器要辅助避免这样的碰撞。

所描述的两种装置的另一缺点可能在跟踪期间在确定的角度位置处出现。尤其是在角度非常小或非常大的区域中（例如在水平跟踪的大约0°或大约180°时），非常大的横向力会作用到直线驱动装置上。同时可能出现如下缺点：尽管直线驱动装置的驱动力非常大，但仅仅非常小的转矩作用到可运动的镜模块上。

发明内容

因此，本发明的任务是实现一种相对于现有技术改进的用于使用在用于利用太阳能的系统中的装置，所述装置避免了以上所述缺点中的至少一个。本发明的特定任务是实现一种具有大的垂直跟踪范围（至少0°至180°、优选总共大约240°至270°）的装置，其中避免作用到直线驱动装置上的不期望大的横向力。

所述任务根据本发明通过具有权利要求1的特征的装置来解决。本发明的有利改进方案由相关的从属权利要求以及由说明书和相关的附图得出。

根据本发明的用于使用在用于利用太阳能的系统中的装置（例如在太阳能塔发电站中）具有垂直的摆动轴线（方位）和水平的摆动轴线（俯仰）以关于太阳运动进行太阳能模块的跟踪，所述装置具有如下特征：位置固定的支架；跟踪装置，其设置在支架上；可运动的太阳能模块，其设置在跟踪装置上，其中跟踪装置包括第一直线驱动装置，所述第一直线驱动装置使太阳能模块围绕水平的转动轴线摆动。根据本发明的装置的特征在于如下特征：跟踪装置包括一个第一摇臂和两个另外的传动环节，所述两个另外的传动环节是一个第二摇臂和一个连接件，太阳能模块设置在第一摇臂上并且跟踪装置包括第二直线驱动装置，所述第二直线驱动装置使太阳能模块围绕垂直的摆动轴线摆动并且与所述两个另外的传动环节之一通过转动接头连接。

这种根据本发明的装置有利地具有垂直跟踪（方位）的至少0°至180°的范围，优选甚至总共大约240°至270°。同时，根据本发明的装置具有如下优点：可以避免作用到直线驱动装置上的不期望高的横向力，并且仅仅拉力或压力作用到驱动装置上。本发明的另一优点是，力变化过程在整个跟踪转动角度上保持近似恒定（+/-10%）。由此，可以有利地省去成本高昂的支承调节系统。最后，本发明的另一优点是，用于跟踪的所有重要部件——即传动装置和直线驱动装置形成一个紧凑的单元，其可以用作支架与模块之间的连接部件。由此简化了所述单元的制造、所述单元在支架上的安装和模块在所述单元上的安装。

所述装置的位置固定的支架在此优选可以构造为所谓的标塔（Pylon），其通过锚定装置与地面中的基座固定地连接。根据本发明的装置的跟踪装置优选可以通过凸缘连接例如旋拧在支架的上端部上。根据本发明的装置的可运动的太阳能模块优选是镜模块，但其也可以是光伏单元或所谓的太阳能收集器的模块。跟踪装置的第一直线驱动装置优选设置在基本上垂直的平面中并且通过转动接头连接作用到太阳能模块上的上部固定部上。