Precyzyjna orientacja heliostatów w elektrowniach wieży solarnych

W elektrowniach wieży solarnych światło odbite od wielu luster jest kierowane do odbiornika — małego obszaru na szczycie wieży. Powstające w ten sposób ciepło o temperaturze do 800°C jest wykorzystywane do wytwarzania pary wodnej do zasilania elektrowni turbinowej. Większość instalacji umieszcza się na terenach pustynnych lub podobnych obszarach o wysokim stopniu promieniowania słonecznego. Obszary te charakteryzują się skrajnymi wahaniami temperatury w dzień i w nocy, przy bardzo wysokich i skrajnie niskich temperaturach. Oznacza to, że pomimo ogólnej suchości, można spodziewać się kondensacji. Piasek i pył są zazwyczaj wszechobecne, a burze piaskowe mogą być powszechnie występującym zjawiskiem. Duże instalacje składają się z kilkudziesięciu tysięcy heliostatów (urządzeń zawierających ruchome lub napędzane lustro, używane do odbijania światła słonecznego w stałym kierunku).

Ruchome lustrapowinny zawsze kierować światło słoneczne dokładnie na powierzchnię docelową. Ich punkty skupienia muszą być rozmieszczone możliwie równomiernie na tej powierzchni, aby zapobiec przegrzaniu określonych obszarów. Podczas pracy wyrównanie precyzyjnie skalibrowanych luster musi być nieustannie utrzymywane. Ponieważ poszczególne lustra mogą być ustawione nawet w odległości kilkuset metrów od wieży solarnej, wymagany jest precyzyjny pomiar ich kąta poziomego i pionowego, tj. obrotu i wychylenia powierzchni lustra. Zastosowana w tym celu technologia musi być w stanie sprostać surowym warunkom otoczenia pod względem temperatury, wilgotności i zanieczyszczenia. Technologia ta wymaga również wysokiego poziomu odporności na zakłócenia elektryczne spowodowane przez pioruny.

Obrót w poziomie jest dokładnie wykrywany przez magnetyczny enkoder obrotowy serii MNI40 o wysokiej rozdzielczości. Enkoder obrotowy można łatwo zintegrować z napędem. Pobieranie próbek odbywa się bezstykowo, a urządzenie nie wymaga żadnych części mechanicznych ulegających zużyciu. Czujniki wychylenia typu F99 służą do określania kąta nachylenia w orientacji pionowej. Czujniki te określają kąt wyłącznie elektronicznie i nie wykorzystują elementów mechanicznych. Oba czujniki są przeznaczone do pracy w trudnych warunkach otoczenia. Są odporne na skrajne temperatury, wilgoć, brud i wstrząsy mechaniczne.

Czujniki wychylenia INY060D

• Dwuosiowy czujnik wychylenia
• Zakres pomiarowy: -30° … +30°
• Dokładność bezwzględna: ≤ ±0,2°
• Dokładność powtórzeń: ≤ ±0,04°
• Temperatura otoczenia: –40°C … +85°C
• Rozdzielczość: ≤ 0,02°
• Stopień ochrony IP68/69K

Inkrementalny enkoder obrotowy MNI40N:r:

• Brak zużycia, bezdotykowy czujnik magnetyczny
• Solidna konstrukcja (duża odporność na kurz; odporność na wilgoć, brud i efekty mechaniczne)
• Liczba impulsów: maks. 7200
• Temperatura robocza: –40°C … +100°C
• Stopień ochrony: DIN EN 60529, IP67, IP68, IP69K

Obie serie czujników zawierają wersje urządzeń, które zostały specjalnie przystosowane do tego zastosowania. Można wprowadzić dodatkowe zmiany dostosowujące w celu spełnienia określonych wymagań. Dostępne już modyfikacje obejmują zmiany w mechanicznym mocowaniu i konstrukcji interfejsu elektrycznego oraz zwiększoną rozdzielczość. Czujnik wychylenia jest wyjątkowo łatwy w montażu, ponieważ nie wymaga mechanicznego podłączenia do napędu.

• Precyzyjne wykrywanie pozycji wzdłuż dwóch osi zapewnia dokładne śledzenie heliostatu na podstawie położenia słońca
• Bardzo dokładna orientacja względem odbiornika zapewnia maksymalną wydajność
• Wytrzymałe urządzenia do pracy w trudnych warunkach
• Dostosowanie czujników do konkretnych zastosowań i systemów