一种碟式太阳能发电站及其布局方法技术

本发明专利技术公开了一种碟式太阳能发电站，包括在南北方向上设置的第一列聚光碟，任意相邻的两个第一列所述聚光碟之间的中心间距大于或等于L1；其中，L1＝h1/tanθ1，h1＝H+D/2×cosθ1；其中，θ1为全年正午时刻最小高度角值，H为所述聚光碟的立柱高度，D为所述聚光碟的开口直径，h1为所述聚光碟的阴影实际高度，L1为所述聚光碟的全年正午时刻最大投影长度。本发明专利技术还公开了一种碟式太阳能发电站的布局方法。上述碟式太阳能发电站，能够加快碟式太阳能光热发电电站的设计进程、节省土地面积、提高土地利用率、提高综合效益。

【技术实现步骤摘要】
一种碟式太阳能发电站及其布局方法
本专利技术涉及太阳能发电
，特别涉及一种碟式太阳能发电站。此外，本专利技术还涉及一种碟式太阳能发电站的布局方法。
技术介绍
太阳能热发电的利用具有越来越重要的社会和经济意义。太阳能热发电包括三种方式：塔式太阳能、槽式太阳能和碟式太阳能，其中碟式太阳能有很高的利用系数和光热转化效率，模块化部署能力较强，因而受到广泛的关注和重视。碟式太阳能光热发电站是由很多单台聚光碟发电系统组成的，每个单碟系统都是独立运行的，它们按照控制程序跟踪太阳，聚集太阳热能，使发电机组输出电能。由于聚光碟的高度、曲面开口直径很大(直径至少8m以上)，其产生的投影面积和区域也会很大。那么，多台聚光碟的排列布局的好坏将会影响整个电站的运行。碟式太阳能光热发电在国内外尚处于科研、示范阶段，目前还没有大规模商业化运行的先例。因此，还没有一种系统的、简洁有效的关于碟式太阳能光热发电站优化布局的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种碟式太阳能发电站，该碟式太阳能发电站可以解决布局不合理的问题。本专利技术的另一目的是提供一种碟式太阳能发电站的布局方法。为实现上述目的，本专利技术提供一种碟式太阳能发电站，包括在南北方向上设置的第一列聚光碟，任意相邻的两个第一列所述聚光碟之间的中心间距大于或等于L1；其中，L1＝h1/tanθ1，h1＝H+D/2×cosθ1；其中，θ1为全年正午时刻最小高度角值，H为所述聚光碟的立柱高度，D为所述聚光碟的开口直径，h1为所述聚光碟的阴影实际高度，L1为所述聚光碟的全年正午时刻最大投影长度。相对于上述
技术介绍
，本专利技术设置的碟式太阳能发电站，利用全年正午时刻最小高度角值θ1，聚光碟的立柱高度H，聚光碟的开口直径D以及聚光碟的阴影实际高度h1计算得出聚光碟的全年正午时刻最大投影长度L1，从而将任意两个相邻的第一列聚光碟之间的间歇设置为大于等于L1；这样一来，能够加快碟式太阳能光热发电电站的设计进程、节省土地面积、提高土地利用率、提高综合效益。优选地，还包括在南北方向上设置的第二列聚光碟，全部第二列所述聚光碟的中心依次设置于相邻的两个第一列所述聚光碟的阴影边界的交点处；第一列所述聚光碟的阴影边界是指所述聚光碟的全年最大投影的变化区域，并且第一列所述聚光碟的全年最大投影的变化区域根据第一列所述聚光碟的L1、L2以及太阳方位角变化区域ξ计算得出；其中，L2＝h2/tanθ2，h2＝H+D/2×cosθ2；θ2是指当太阳直接辐射强度达到阈值时的太阳高度角均值。优选地，还包括在南北方向上设置的第N列聚光碟；N≥3；第N列所述聚光碟的中心依次设置于相邻的两个第N-1列的所述聚光碟的阴影边界的交点处。优选地，全部所述聚光碟的大小尺寸均一致。本专利技术还提供一种碟式太阳能发电站的布局方法，包括如下步骤：获取聚光碟的立柱高度H以及开口直径D；获取全年正午时刻最小高度角值θ1；根据公式L1＝h1/tanθ1以及h1＝H+D/2×cosθ1计算所述聚光碟的全年正午时刻最大投影长度L1；将所述聚光碟沿南北方向设置为第一列，并且任意相邻的两个所述聚光碟之间的中心间距设置为大于或等于L1。优选地，还包括如下步骤：根据年均太阳直接辐射强度计算所述太阳直接辐射强度达到阈值时的太阳高度角均值θ2；根据所述θ2、L2＝h2/tanθ2以及h2＝H+D/2×cosθ2计算得到L2值；根据所述L1、所述L2以及太阳方位角变化区域ξ计算得出第一列中全部所述聚光碟的全年最大投影的变化区域；沿南北方向设置第S列聚光碟；S≥2；第S列所述聚光碟的中心依次设置于相邻的两个第S-1列所述聚光碟的阴影边界的交点处，第S-1列所述聚光碟的阴影边界是指所述聚光碟的全年最大投影的变化区域。附图说明图1为本专利技术实施例所提供的碟式太阳能发电站中单台聚光碟在全年正午时刻的最大投影区域图；图2为图1中的聚光碟在θ2的角度下所对应的全年太阳方位角变化区域ξ；图3为图1中的单台聚光碟的全年最大投影的变化区域；图4为本专利技术实施例所提供的第一列聚光碟的布局图；图5为本专利技术实施例所提供的第一列聚光碟以及第二列聚光碟的布局图；图6为本专利技术实施例所提供的碟式太阳能发电站的布局方法。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种碟式太阳能发电站，该碟式太阳能发电站的布局合理、节省土地面积、提高土地的利用率；本专利技术的另一核心是提供一种碟式太阳能发电站的布局方法。为了使本
的技术人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。请参考图1至图6，图1为本专利技术实施例所提供的碟式太阳能发电站中单台聚光碟在全年正午时刻的最大投影区域图；图2为图1中的聚光碟在θ2的角度下所对应的全年太阳方位角变化区域ξ；图3为图1中的单台聚光碟的全年最大投影的变化区域；图4为本专利技术实施例所提供的第一列聚光碟的布局图；图5为本专利技术实施例所提供的第一列聚光碟以及第二列聚光碟的布局图；图6为本专利技术实施例所提供的碟式太阳能发电站的布局方法。本专利技术提供的一种碟式太阳能发电站，包括在南北方向上设置的第一列聚光碟，任意相邻的两个第一列所述聚光碟之间的中心间距大于或等于L1；其中，L1＝h1/tanθ1，h1＝H+D/2×cosθ1；其中，θ1为全年正午时刻最小高度角值，H为所述聚光碟的立柱高度，D为所述聚光碟的开口直径，h1为所述聚光碟的阴影实际高度，L1为所述聚光碟的全年正午时刻最大投影长度。具体来说，我们能够已知聚光碟的尺寸信息，包括聚光碟的立柱高度H、聚光碟的开口直径D；此外，还需要测量碟式太阳能发电站所在地的地理信息，包括测量当地经、纬度，地表坡度；我们知道，每天正午时刻，太阳高度角最大，聚光碟的投影长度及面积最小。一年中，总有一天相比其他天数中的正午时刻太阳高度角是最小的，则聚光碟的投影长度及面积最大。我们将其称之为全年正午时刻最小高度角，其投影称之为全年正午时刻最大投影。例如，我们将聚光碟安装在在北回归线以北某地，其纬度为北纬38°，则在冬至日前后，全年正午时刻太阳高度角最小，聚光碟全年正午时刻的投影最大。因此，根据经纬度信息，可以计算出当地全年正午时刻最小高度角值θ1；根据θ1，可算出聚光碟的阴影实际高度：即h1＝H+D/2×cosθ1；再根据h1和θ1的值，可算出聚光碟的全年正午时刻最大投影长度：L1＝h1/tanθ1；如说明书附图1所示，图1为本专利技术实施例所提供的碟式太阳能发电站中单台聚光碟在全年正午时刻的最大投影区域图。也就是说，将任意相邻的两个第一列聚光碟之间的中心间距设置为大于或等于L1，这样一来，能够加快碟式太阳能光热发电电站的设计进程、节省土地面积、提高土地利用率、提高综合效益。即，使得碟式太阳能发电站的聚光碟在最大程度吸收太阳光的前提下，还能够节省土地面积，提高太阳能发电站的建设成本。上述针对第一列聚光碟的设置方式给出了具体实施例，下面对于第二列聚光碟的设置方式进行进一步介绍。本文优选采用下述方式对第二列聚光碟进行设置；第二列聚光碟同样在南北方向上设置，全部第二列聚光碟的中心依次设置于相邻的两个第一列聚光碟的阴影边界的交点处；第一列所述聚光碟的阴影边界是指所述聚光碟的全年最大投影的变化区域，并且第一列所述聚光碟的全年最大投影的变化区域根据第一列所述聚光碟的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碟式太阳能发电站，其特征在于，包括在南北方向上设置的第一列聚光碟，任意相邻的两个第一列所述聚光碟之间的中心间距大于或等于L1；其中，L1＝h1/tanθ1，h1＝H+D/2×cosθ1；其中，θ1为全年正午时刻最小高度角值，H为所述聚光碟的立柱高度，D为所述聚光碟的开口直径，h1为所述聚光碟的阴影实际高度，L1为所述聚光碟的全年正午时刻最大投影长度。

【技术特征摘要】
1.一种碟式太阳能发电站，其特征在于，包括在南北方向上设置的第一列聚光碟，任意相邻的两个第一列所述聚光碟之间的中心间距大于或等于L1；其中，L1＝h1/tanθ1，h1＝H+D/2×cosθ1；其中，θ1为全年正午时刻最小高度角值，H为所述聚光碟的立柱高度，D为所述聚光碟的开口直径，h1为所述聚光碟的阴影实际高度，L1为所述聚光碟的全年正午时刻最大投影长度。2.根据权利要求1所述的碟式太阳能发电站，其特征在于，还包括在南北方向上设置的第二列聚光碟，全部第二列所述聚光碟的中心依次设置于相邻的两个第一列所述聚光碟的阴影边界的交点处；第一列所述聚光碟的阴影边界是指所述聚光碟的全年最大投影的变化区域，并且第一列所述聚光碟的全年最大投影的变化区域根据第一列所述聚光碟的L1、L2以及太阳方位角变化区域ξ计算得出；其中，L2＝h2/tanθ2，h2＝H+D/2×cosθ2；θ2是指当太阳直接辐射强度达到阈值时的太阳高度角均值。3.根据权利要求2所述的碟式太阳能发电站，其特征在于，还包括在南北方向上设置的第N列聚光碟；N≥3；第N列所述聚光碟的中心依次设置于相邻的两个第N-1列的所述聚光碟的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马迎召，王可，谭新华，侯湘庆，许维，
申请(专利权)人：湘电集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43