Reproduzierbar sanftes Verstellen

Solaranlagen testen ohne Sonne? Das geht. Die PSE AG in Freiburg entwickelt in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer ISE Teststände für solarthermische Kollektoren. So können die Kollektoren witterungs- und jahreszeitunabhängig getestet werden: schneller, effizienter und umfassender. Die Prüfeinrichtungen bestehen aus einzelnen Leuchten, die Sonnenstrahlung simulieren. Um verschiedene Prüfsituationen immer wieder präzise und wiederholbar durchzuführen, ist das Leuchtenfeld neigbar, und die einzelnen Leuchten sind in x- und y-Richtung verschiebbar. Zur Verstellung war es bisher notwendig, die Leuchten abzuschalten und auskühlen zu lassen, um sie dann manuell neu zu positionieren. Diese Aufgabe übernehmen nun dezentrale Antriebe aus dem Hause TR-Electronic. Präzise Bewegungs- und Bremsvorgänge werden mithilfe von Beschleunigungskurven reproduzierbar. So werden die erschütterungsempfindlichen Leuchten auch während des Betriebs sanft bewegt. Dezentrale Antriebstechnik ermöglicht genaue Positionierung Die Prüfanlagen der Freiburger Solarspezialisten von PSE bestehen meist aus zwei Teilen: Einem Kollektorwagen, der den zu testenden Kollektor in die im Zielmarkt gewünschte Neigung bringt, und einem Leuchtenfeld, das eine sonnenähnliche Beleuchtung erzeugt. So können auch Kollektoren für äquatornahe Standorte getestet werden, indem die entsprechende Aufstellungssituation nachgestellt wird. Das Leuchtenfeld besteht aus acht Metallhalogenidlampen, die – nach Einbau der Stellantriebe von TR-Electronic – elektrisch verfahren werden können (y-Achse). Zur Einstellung der optimalen Leuchtdichte ist jede dieser Lampen indivi­duell auf der jeweiligen Zeile ebenfalls elektrisch positionierbar (x-Achse). Das ermöglicht eine hohe Gleichmäßigkeit des Lichtfeldes von unterschiedlich großen Prüfflächen mit verschiedenen Intensitäten und Homogenitäten. Für diese Verstellbewegung ist der dezentrale Stellantrieb MA25 von TR-Electronic aus Trossingen zuständig. Da die Leuchten im Leuchtenmodul nicht im Dauerbetrieb umpositioniert werden, ist dieser Stellantrieb mit bürstenbehaftetem Gleichstrommotor geeignet. In jedem Solaranlagen-Testsystem werden zwölf dieser Antriebe eingesetzt. Die gesamte Positionierregelung mit Absolutwertgeber ist in jedem Antrieb integriert. Zur Ansteuerung werden lediglich der Feldbus und die Spannungsversorgung verdrahtet. Aufgrund der Absolutwertgeber entfällt die Referenzfahrt beim Hochfahren der Anlage. So ist die Anlage schneller einsatzbereit. Durch die direkte Messung der Istposition am Getriebeausgang ist die Positioniergenauigkeit sehr hoch. Die extremen Temperaturen durch die Lampen stellen kein Problem dar. Die Antriebe werden nur beim Verfahren mit Spannung versorgt, dadurch entstehen keine Wärmeprobleme. Das gesamte Lampenfeld kann vertikal verfahren und um 90° geschwenkt werden. Dazu werden Drehstrom-Antriebe eingesetzt. Zum Einsatz kommt die kundeneigene Steuerungssoftware. Die Bedienung des gesamten Teststandes erfolgt zentral über einen Industrie-PC der TR-Tochterfirma TRsystems. Die grafische Benutzeroberfläche von PSE profitiert vom robusten Touchscreen. Als Feldbus wurde CANopen gewählt, da die Implementierungskosten hierfür bei PC-basierten Steuerungen geringer sind als mit anderen Feldbussen. Mit den Stellantrieben MA25 wird eine hohe Genauigkeit mit einfacher und kostengünstiger Antriebstechnik realisiert. Bedienungs- und Messfehler in Prüfständen vermeiden