一种单塔多碟式太阳能跟踪控制系统技术方案

本实用新型专利技术属于新能源设备技术领域，具体地涉及一种单塔多碟式太阳能跟踪控制系统。包括：可编程控制器、集热器跟踪装置、太阳能聚光镜组件跟踪装置；集热器跟踪装置包括一套集热器方位角驱动装置和两套集热器俯仰角驱动装置；太阳能聚光镜组件跟踪装置包括一套聚光镜方位角驱动装置和两套聚光镜俯仰角驱动装置；可编程控制器能够控制调节集热器方位角和俯仰角驱动装置；并且可编程控制器能够控制调节太阳能聚光镜方位角旋转驱动装置以及太阳能聚光镜俯仰角旋转运动装置。本实用新型专利技术提供了一种单塔多碟式太阳能聚光器跟踪控制系统，实现了单塔多碟式太阳能聚光集热器的跟踪控制，实现了高精度、高可靠性的技术要求。

A Solar Energy Tracking and Control System with Single Tower and Multiple Disks

【技术实现步骤摘要】
一种单塔多碟式太阳能跟踪控制系统
本技术属于新能源设备
，具体地涉及一种单塔多碟式太阳能跟踪控制系统。
技术介绍
碟式太阳能热发电技术路线从发电方式上主要分为斯特林太阳能发电和储能发电两种。其中，斯特林太阳能发电不含储电装置，直接在碟式定日镜焦点处安装斯特林发电机实现发电；碟式储能发电是先将光转为热、再由热转为电，是一种新兴的技术路线。现有技术(专利CN102400868B)公开了一种单塔多碟式太阳能聚光发电系统。具有以下优点：能够大大减少了高温热风管道的长度，解决了热空气传输过程中造成的热量损失问题；将蓄热系统巧妙的置于集热器支撑塔中，即节省了安排空间，又符合蓄热器蓄放热时流体运行最佳热力学要求，并且有利于塔身的稳固；单塔多碟式聚光集热系统可以分别与蒸汽轮发电机组、空气透平发电机组和斯特林发电机组配置应用；平台重量大大减轻；桁架驱动及聚光镜成本减低。但是，现有所公开的单塔多碟式太阳能聚光发电系统尚无配套的跟踪控制系统可用，因此，需要开发一种具有高精度、高可靠性的单塔多碟式太阳能跟踪控制系统。
技术实现思路
针对上述技术问题，本技术提供一种单塔多碟式太阳能聚光器跟踪控制系统，能够实现单塔多碟式太阳能聚光集热器的跟踪控制，且能够实现高精度、高可靠性的技术要求。本技术是通过以下技术方案实现的：一种单塔多碟式太阳能跟踪控制系统，包括：可编程控制器；集热器跟踪装置，包括一套集热器方位角驱动装置和两套集热器俯仰角驱动装置，所述一套集热器方位角驱动装置安装在太阳能塔顶部的中心位置，用于调节集热器的方位角；所述两套集热器俯仰角驱动装置分别与单塔多碟式太阳能聚光发电系统中的两个集热器连接，用于调节集热器的俯仰角；太阳能聚光镜组件跟踪装置，包括一套聚光镜方位角驱动装置和两套聚光镜俯仰角驱动装置；所述一套聚光镜方位角驱动装置安装在单塔多碟式太阳能聚光发电系统中的方位角旋转轨道上并和所述方位角旋转轨道连接，用于调节太阳能聚光镜方位角；所述两套聚光镜俯仰角驱动装置分别和单塔多碟式太阳能聚光发电系统中的两套太阳能聚光镜连接，用于调节太阳能聚光镜俯仰角。进一步地，所述一套集热器方位角驱动装置和所述两套集热器俯仰角驱动装置均采用减速机；所述可编程控制器通过3台步进电机驱动器与3台步进电机连接，其中1台步进电机的输出轴和所述一套集热器方位角驱动装置连接；其余2台所述步进电机的输出轴和所述两套集热器俯仰角驱动装置连接；所述一套聚光镜方位角驱动装置包括三台减速机，所述可编程控制器通过3台伺服电机驱动器与3台伺服电机连接，3台伺服电机的输出轴和所述一套聚光镜方位角驱动装置中的三台减速机连接；每一套聚光镜俯仰角驱动装置均包括一液压马达、一液压绞车、一钢丝绳，所述可编程控制器通过2台比例阀驱动器分别和2台液压马达连接，2台液压马达的输出轴通过2台液压绞车带动钢丝绳移动，太阳能聚光镜和所述钢丝绳连接，液压绞车带动钢丝绳移动实现阳能聚光镜沿太阳能聚光镜支撑轨道移动。进一步地，单塔多碟式太阳能聚光器跟踪控制系统还包括编码器；编码器的具体安装位置为：在所述集热器方位角驱动装置对应的减速机的输出轴上安装一只编码器；在两套集热器俯仰角驱动装置对应的减速机的输出轴上分别安装一只编码器；在所述聚光镜方位角驱动装置对应的一个减速机的输出轴上安装一只编码器；在两套聚光镜俯仰角驱动装置对应的液压绞车的输出轴上分别安装一只编码器。进一步地，所述单塔多碟式太阳能聚光器跟踪控制系统还包括：用于采集气象参数的气象传感器，所述气象传感器与所述可编程控制器连接；所述气象传感器包括风速传感器、风向传感器和光照传感器。进一步地，所述单塔多碟式太阳能聚光器跟踪控制系统还包括追日传感器，所述追日传感器的数量为4只，均与可编程控制器连接；其中2只分别安装在吸热塔顶部两个集热器的背面上；另外两只分别安装在两套太阳能聚光镜上。优选地，另外两者分别安装在两套太阳能聚光镜的焦点法线反向延长线。进一步地，所述追日传感器为基于PSD的四象限光学传感器。进一步地，所述单塔多碟式太阳能聚光器跟踪控制系统还包括存储器，存储器与可编程控制器连接，用于存储系统的运行状态。其中，所述运行状态包括：吸热器高度角，吸热器方位角；聚光镜高度角，聚光镜方位角；风力、风速、光照等气象信息；吸热器俯仰跟踪偏差，水平跟踪偏差；聚光镜俯仰跟踪偏差，水平跟踪偏差；以上运行状态信息，每5s左右记录一次，记录间隔可配置；传感器的报警信息，报警记录。进一步地，所述单塔多碟式太阳能聚光器跟踪控制系统还包括触摸屏，所述触摸屏通过以太网接口与所述可编程控制器进行通讯。进一步地，所述可编程控制器通过工业以太网接口与镜场DCS系统连接。进一步地，所述单塔多碟式太阳能聚光器跟踪控制系统还包括定位模块，所述定位模块用于获得时间信息以及经纬度信息、海拔信息。本技术的有益技术效果：本技术所提供的单塔多碟式太阳能聚光器跟踪控制系统，能够实现单塔多碟式太阳能聚光集热器的跟踪控制，且能够实现高精度、高可靠性的技术要求。附图说明图1为本技术实施例中单塔多碟式太阳能发电系统主视图；图2为本技术实施例中单塔多碟式太阳能发电系统侧视图；图3为本技术实施例中单塔多碟式太阳能发电系统俯视图；图4是本技术实施例中单塔多碟式太阳能聚光器控制系统的框图；附图标记：1.太阳能聚光镜；2.太阳能聚光镜俯仰运行的支撑轨道；3.支撑轨道的支撑架4.太阳能集热器；5.太阳能塔上旋转装置；6.太阳能塔；7.方位角旋转轨道；8.传热保温管。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，并不用于限定本技术。相反，本技术涵盖任何由权利要求定义的在本技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本技术有更好的了解，在下文对本技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本技术。如专利CN102400868B中所公开的，现有技术中(参见附图1-3)，单塔多碟式太阳能聚光发电系统包括：一个太阳能塔6和太阳能聚光镜组件，太阳能聚光镜组件包括太阳能聚光镜1、太阳能聚光镜支撑轨道2和方位角旋转轨道7，太阳能聚光镜支撑轨道2和方位角旋转轨道7由导管架焊接而成，方位角旋转轨道7为圆形且水平设置并可旋转，方位角旋转轨道7上倾斜固定着两个太阳能聚光镜支撑轨道2，每条太阳能聚光镜支撑轨道2设置有多个太阳能聚光镜1，太阳能聚光镜1可以为方形结构，也可以为圆形、六角形或其它形状，太阳能聚光镜1沿着太阳能聚光镜支撑轨道2设置并可移动，太阳能塔6垂直设置在方位角旋转轨道7的圆心部位，太阳能塔6顶端上通过太阳能塔上旋转装置5在水平方向上设置着传热保温管8，传热保温管8两外端设置着太阳能集热器4，传热保温管8的长度使得其上太阳能塔上旋转装置5位于太阳能聚光镜1水平位置的中点上。两条太阳能聚光镜支撑轨道2为平行的下凹曲线结构。太阳能聚光镜1通过后面的支撑桁架和滑轮安装在太阳能聚光镜支撑轨道2上，太阳能聚光镜1可实现沿着太阳能聚光镜支撑轨道2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单塔多碟式太阳能跟踪控制系统，其特征在于，包括：可编程控制器；集热器跟踪装置，包括一套集热器方位角驱动装置和两套集热器俯仰角驱动装置，所述一套集热器方位角驱动装置安装在太阳能塔顶部的中心位置，用于调节集热器的方位角；所述两套集热器俯仰角驱动装置分别与单塔多碟式太阳能聚光发电系统中的两个集热器连接，用于调节集热器的俯仰角；太阳能聚光镜组件跟踪装置，包括一套聚光镜方位角驱动装置和两套聚光镜俯仰角驱动装置；所述一套聚光镜方位角驱动装置安装在单塔多碟式太阳能聚光发电系统中的方位角旋转轨道上并和所述方位角旋转轨道连接，用于调节太阳能聚光镜方位角；所述两套聚光镜俯仰角驱动装置分别和单塔多碟式太阳能聚光发电系统中的两套太阳能聚光镜连接，用于调节太阳能聚光镜俯仰角；所述一套集热器方位角驱动装置和所述两套集热器俯仰角驱动装置均采用减速机；所述可编程控制器通过3台步进电机驱动器与3台步进电机连接，其中1台步进电机的输出轴和所述一套集热器方位角驱动装置连接；其余2台所述步进电机的输出轴和所述两套集热器俯仰角驱动装置连接；所述一套聚光镜方位角驱动装置包括三台减速机，所述可编程控制器通过3台伺服电机驱动器与3台伺服电机连接，3台伺服电机的输出轴和所述一套聚光镜方位角驱动装置中的三台减速机连接；每一套聚光镜俯仰角驱动装置均包括一液压马达、一液压绞车、钢丝绳，所述可编程控制器通过2台比例阀驱动器分别和2台液压马达连接，2台液压马达的输出轴通过2台液压绞车带动钢丝绳移动，太阳能聚光镜和所述钢丝绳连接，液压绞车带动钢丝绳移动实现阳能聚光镜沿太阳能聚光镜支撑轨道移动。...

【技术特征摘要】
1.一种单塔多碟式太阳能跟踪控制系统，其特征在于，包括：可编程控制器；集热器跟踪装置，包括一套集热器方位角驱动装置和两套集热器俯仰角驱动装置，所述一套集热器方位角驱动装置安装在太阳能塔顶部的中心位置，用于调节集热器的方位角；所述两套集热器俯仰角驱动装置分别与单塔多碟式太阳能聚光发电系统中的两个集热器连接，用于调节集热器的俯仰角；太阳能聚光镜组件跟踪装置，包括一套聚光镜方位角驱动装置和两套聚光镜俯仰角驱动装置；所述一套聚光镜方位角驱动装置安装在单塔多碟式太阳能聚光发电系统中的方位角旋转轨道上并和所述方位角旋转轨道连接，用于调节太阳能聚光镜方位角；所述两套聚光镜俯仰角驱动装置分别和单塔多碟式太阳能聚光发电系统中的两套太阳能聚光镜连接，用于调节太阳能聚光镜俯仰角；所述一套集热器方位角驱动装置和所述两套集热器俯仰角驱动装置均采用减速机；所述可编程控制器通过3台步进电机驱动器与3台步进电机连接，其中1台步进电机的输出轴和所述一套集热器方位角驱动装置连接；其余2台所述步进电机的输出轴和所述两套集热器俯仰角驱动装置连接；所述一套聚光镜方位角驱动装置包括三台减速机，所述可编程控制器通过3台伺服电机驱动器与3台伺服电机连接，3台伺服电机的输出轴和所述一套聚光镜方位角驱动装置中的三台减速机连接；每一套聚光镜俯仰角驱动装置均包括一液压马达、一液压绞车、钢丝绳，所述可编程控制器通过2台比例阀驱动器分别和2台液压马达连接，2台液压马达的输出轴通过2台液压绞车带动钢丝绳移动，太阳能聚光镜和所述钢丝绳连接，液压绞车带动钢丝绳移动实现阳能聚光镜沿太阳能聚光镜支撑轨道移动。2.根据权利要求1所述一种单塔多碟式太阳能跟踪控制系统，其特征在于，单塔多碟式太阳能聚光器跟踪控制系统还包括编码器；编码器的具体安装位置为：在所述集热...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔海朋，张超辉，徐以军，朱宁，张超，王勇，姜高蕾，
申请(专利权)人：青岛杰瑞工控技术有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37