80 Prozent Wirkungsgrad dank Solarkonzentration

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Radikal kostengünstiges Systemdesign

Dank des radikal kostengünstigen Designs lässt sich die Anlage auch in ärmere Länder verkaufen. So liess sich die Anzahl der Solarzellen dank der Konzentration auf ein Minimum reduzieren. Dadurch kann man sich im Gegensatz zu flächendeckenden Klassikern die etwas teureren, jedoch effizienteren Zellen leisten.

Durch die enorme Leistung im Brennpunkt müssen diese Zellen gekühlt werden, was wiederum nutzbare thermische Energie liefert. Anstelle teurer Spiegel kommen kostengünstige pneumatische Folien und eine günstige Betonstruktur zum Einsatz, deren Herstellungstoleranzen wiederum durch Sensorik, Hardware und Software kompensiert werden kann.

Schliesslich ist geplant, die Sonnenblume vor Ort zu produzieren, damit einerseits die Transportkosten minimiert und dank lokalen Produktionsbetrieben die Herstellungskosten reduziert werden können. Aus Sicht eines Ingenieurs fasziniert vor allem der innovative Charakter in Bezug auf Interdisziplinarität, Wirtschaftlichkeit und Technologiemix:

Interdisziplinär: Bau-, Mechanik-, Optik-, Elektronik- und Softwareingenieure arbeiten agil und Hand in Hand auf ein gemeinsames Ziel hin und denken im System.

Wirtschaftlichkeit: Die Struktur ist aus Spezialbeton hergestellt. Diese faserhaltige Mischung härtet in wenigen Stunden in jeder beliebigen Form aus und verfügt dann über ähnliche mechanische Eigenschaften wie Aluminium, bei nur einem Fünftel des Preises.

Technologiemix vom Feinsten: von grober Betonstruktur über das mikromechanische Kühlungssystem bis zur Steuerungselektronik mit Multicore, FPGA und 4GL/DSL-Programmiersprache.

Das Hirn der Sonnenblume ist ein scheckkartengrosses System-on-Module (SoM) von National Instruments (Bild 4) . Es ist in ein Baseboard eingesteckt, das alle notwendigen kundenspezifischen Schaltungen enthält.

Dank 667-MHz-Dual-Core-ARM9-Mikrocontroller, FPGA, CAN, 500 MB RAM, 1GB Solidstate-Flash, Gigabit-Ethernet und rund 160 GPIO's (General Purpose Input/Output) standen alle Funktionen zur Verfügung, die gefordert waren. Das SoM ist über CAN und dezentrale intelligente Knoten mit Dutzenden von Temperatur-, Druck- und Feuchtesensoren verbunden. Windmesser und Sonnensensor hängen beide am Modbus. Die Aktoren bestehen unter anderem aus zwei Schrittmotoren mit CANOpen-Absolutdrehgebern in der Rückführung (Bild 3 links), geregelt im FPGA.

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Solarkraftwerk

80 Prozent Wirkungsgrad dank Solarkonzentration

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