Nauwkeurige Oriëntering van Heliostaten in Zonnetorens

In zonnetorens wordt het geconcentreerde licht van talrijke spiegels weerspiegeld naar een receptor—een kleine oppervlakte bovenin de toren. De voortkomende hitte—tot 800 °C—wordt gebruikt om stoom op te wekken voor de aandrijving van een turbine. De meeste zonnetorens bevinden zich in woestijnen of woestijnachtige omgevingen met een hoge mate van zonnestraling. Deze omgevingen worden gekenmerkt door extreme temperatuurschommelingen tussen dag en nacht, waarbij zowel zeer hoge als extreem lage temperaturen worden bereikt. Dit betekent dat ondanks de algemene droogte, toch de nodige condensatie moet worden verwacht. Zand en stof zijn eveneens alomtegenwoordig, en zandstormen doen zich op regelmatige basis voor. Grote installaties omvatten tientallen duizenden heliostaten (een apparaat dat een beweegbare of aangedreven spiegel bevat en dat wordt gebruikt om zonlicht in een bepaalde richting te weerspiegelen).

De beweegbare spiegelsmoeten steeds direct zonlicht naar het doeloppervlak sturen. Hun brandpunten moeten zo gelijkmatig mogelijk over dit oppervlak worden verdeeld om een oververhitting van bepaalde plekken te voorkomen. De uitlijning van de nauwkeurig gekalibreerde spiegels moet constant worden gemonitord en gewaarborgd tijdens de werking. Aangezien de individuele spiegels zich soms op honderden meters van de zonnetoren bevinden, is een uiterst precieze meting van hun horizontale en verticale hoek vereist, m.a.w. de rotatie en inclinatie van het spiegeloppervlak. De technologie die hiervoor wordt gebruikt, moet bestand zijn tegen uitdagende omgevingsomstandigheden op het gebied van temperatuur, vochtigheid en verontreiniging. De technologie vereist eveneens een hoge mate van immuniteit tegen elektrische storing veroorzaakt door bliksem.

De horizontale rotatie wordt nauwgezet gedetecteerd door een magnetische, roterende encoder van de MNI40-serie met hoge resolutie. De roterende encoder kan eenvoudig in de aandrijving worden ingebouwd. Metingen gebeuren contactloos en het apparaat vereist geen mechanische onderdelen die aan slijtage onderhevig zijn. Inclinatiesensoren van het F99-type worden gebruikt om de inclinatiehoek van de verticale oriëntering te bepalen. Deze sensoren bepalen de hoek op puur elektronische wijze en gebruiken geen mechanische componenten. Beide sensoren werden ontworpen voor gebruik in uitdagende omgevingsomstandigheden. Ze zijn bestand tegen extreme temperaturen, vochtigheid, vuil en mechanische schokken.

De inclinatiesensor INY060D

• Twee-assige inclinatiesensor
• Meetbereik: –30 °C tot +30 °C
• Absolute nauwkeurigheid: ≤ ±0,2°
• Herhalingsnauwkeurigheid: ≤ ±0,04°
• Omgevingstemperatuur: –40 °C tot +85 °C
• Resolutie: ≤ 0,02°
• Beschermingsklasse: IP68/69K

De incrementele, roterende encoder MNI40N:r:

• Slijtvaste, contactloze, magnetische detectie
• Robuuste constructie (hoge mate van stofdichtheid; bestand tegen vocht, stof en mechanische invloeden)
• Pulstelling: max. 7.200
• Temperatuurbereik: –40 °C tot +100 °C
• Beschermingsgraad: DIN EN 60529, IP67, IP68, IP69K

Beide sensorseries omvatten apparaatuitvoeringen die speciaal voor deze toepassing werden aangepast. Bovendien kunnen bijkomende aanpassingen worden uitgevoerd om aan specifieke eisen te voldoen. De beschikbare wijzigingen omvatten veranderingen aan de mechanische bevestiging en het ontwerp van de elektrische interface, en een verhoogde resolutie. De inclinatiesensor is bijzonder makkelijk te installeren en vereist geen mechanische verbinding met een aandrijving.

• Uiterst precieze positiebepaling over twee assen voor het nauwgezet afstemmen van de heliostaten op de stand van de zon
• Zeer nauwkeurige oriëntering van de ontvanger voor maximale efficiëntie
• Robuuste apparaten voor gebruik in extreme omstandigheden
• Toepassing- en systeemspecifieke configuratie van sensoren