Autonomer Leichtbau-Heliostat mit Radkranzantrieb (AutoR)

Im Rahmen des Projektes AutoR entwickelt das Institut für Telematik Techniken zur Funkkommunikation in Industrieanlagen mit einer hohen Zahl an Funkknoten.

Solarturmkraftwerke sind ein wichtiger Baustein zur nachhaltigen und zuverlässigen Energieversorgung der Zukunft. Insbesondere da sie (im Gegensatz zur Photovoltaik) bei entsprechender Auslegung ganztägig Energie liefern können und somit als Grundlastkraftwerke geeignet sind. Bei einem Solarturmkraftwerk fokussieren Spiegelkonstruktionen (Heliostate) das Sonnenlicht auf einen zentralen Absorber und die erzeugte Wärme wird durch Wärmetauscher und Turbinen in elektrische Energie umgewandelt.

Die Anzahl der Heliostate eines Kraftwerkes kann mehrere 10000 betragen um einen optimalen Wirkungsgrad zu erreichen. Daher zielt das Projekt AutoR auf die Kostenreduktion der Heliostate um die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen. Ein wichtiger Teilaspekt ist hierbei die Kommunikation zwischen Heliostat und Kraftwerkssteuerung um die Heliostate der Sonne nachzuführen und in Ausnahmesituationen (zum Beispiel bei starkem Wind) bestimmte Positionen einzunehmen. Der klassische Ansatz mittels drahtgebundenen Feldbussen verursacht hohe Investitionskosten für Kabelverlegung und Blitzschutz.

Im Institut für Telematik wird hierfür einen drahtloser Feldbus entwickelt, der die Investitionskosten auf ein Minimum reduziert und gleichzeitig eine zuverlässige und ausfallsichere Kommunikation gewährleistet. Dafür werden unter anderem die im Projekt HelioMesh gewonnenen Erkenntnisse auf Zuverlässigkeit, Echtzeitfähigkeit und Skalierbarkeit auf sehr große Netzwerke untersucht. Durch enge Verzahnung mit den anderen Projektpartnern, der Firma Trinamic und dem DLR, wird es möglich sein die wesentlichen Schnittstellen (zum Beispiel zwischen Mechanik und Antennenpositionierung) anwendungsspezifisch zu optimieren und das Komplettsystem in Feldtests zu evaluieren. Die in den Feldtests gewonnenen Erkenntnisse werden schließlich mittels Simulation auf sehr große Netzwerke zu übertragen um die Zuverlässigkeit bei hoher Skalierung sicherzustellen.

Publikationen

• Meier, Florian; Turau, Volker: An Analytical Model for Fast and Verifiable Assessment of Large Scale Wireless Mesh Networks. In Proceedings of the Design of Reliable Communication Networks (DRCN), 3 2015.
• Weigel, Andreas; Turau, Volker: An Analytical Model of 6LoWPAN Route-Over Forwarding Practices. In Conference proceedings of the International Conference on Ad-hoc, Mobile and Wireless Networks, ADHOC-NOW 2014, S. 279-289, 6 2014.
• Meier, Florian; Turau, Volker: Analytical Model for IEEE 802.15.4 Multi-Hop Networks with Improved Handling of Acknowledgements and Retransmissions. ArXiv e-prints, 1501.07594, 1 2015. , DOI: arXiv:1501.07594, http://arxiv.org/pdf/1501.07594.pdf
• Florian Kauer and Maximilian Köstler and Tobias Lübkert and Volker Turau: Formal Analysis and Verification of the IEEE 802.15.4 DSME Slot Allocation. In Proceedings of the 19th ACM International Conference on Modeling, Analysis and Simulation of Wireless and Mobile Systems, S. 140-147, Malta, Nov 2016., DOI: 10.1145/2988287.2989148
• Florian Meier: Ph.D. Forum Abstract: Scalable Wireless Networks for Industrial Control Systems with Time and Reliability Constraints. In Proceedings of the 15th ACM/IEEE Conference on Information Processing in Sensor Networks, Vienna, Austria, Apr 2016., DOI: 10.1109/IPSN.2016.7460689
• Weigel, Andreas; Ringwelski, Martin; Turau, Volker; Timm-Giel, Andreas: Route-Over Forwarding Techniques in a 6LoWPAN. EAI Endorsed Transactions on Mobile Communications and Applications, 14(5), December 2014. , DOI: 10.4108/mca.2.5.e5, http://eudl.eu/doi/10.4108/mca.2.5.e5
• Weigel, Andreas; Ringwelski, Martin; Turau, Volker; Timm-Giel, Andreas: Route-Over Forwarding Techniques in a 6LoWPAN. In Proceedings of the 5th International Conference on Mobile Networks and Management (monami'13), 9 2013.
• Maximilian Köstler and Florian Kauer and Tobias Lübkert and Volker Turau, Juergen Scholz and Alexander von Bodisco: Towards an Open Source Implementation of the IEEE 802.15.4 DSME Link Layer. In Proceedings of the 15. GI/ITG KuVS Fachgespräch Sensornetze, Augsburg, Germany, Sep 2016.