一种新能源太阳能塔式光热转化聚光方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种新能源太阳能塔式光热转化聚光方法及设备，根据太阳光的方向计算出每块反射镜的理想方向，根据每块反射镜的理想方向，调整该块反射镜的实际方向，将光线反射聚集至能够将太阳能转化为热能的光热转化装置，实时监测每块反射镜实际方向与理想方向的差值，并且根据差值对该块反射镜的实际方向进行修正，分析反射镜的位置以及实际方向与理想方向的差值变化，对所有反射镜的方向进行调整，减小反射镜实际方向与理想方向的差值，光热转化装置位于高处，反射镜以光热转换装置为中心，鳞状排列；本发明专利技术实施中，降低风吹对反射镜角度的影响，提高太阳能的利用效率以及能量输出的稳定。

A new method and equipment of solar tower light heat conversion and concentration

【技术实现步骤摘要】
一种新能源太阳能塔式光热转化聚光方法及设备
本专利技术涉及新能源发电工艺及设备领域，具体涉及一种新能源太阳能塔式光热转化聚光方法及设备。
技术介绍
随着化石能源导致的温室效应以及环境污染日益严重，新能源的消费比重逐渐提升。太阳能作为新能源中的受地区限制最小的种类，应用范围越来越广，但是光伏板的造价使得太阳能的价格居高不下，而且光伏效应原理上表明能利用到的仅仅是太阳光中的高能部分，大部分的太阳能转化为废热反而降低光伏板的效率。传统的太阳能塔式光热结构对反射镜进行调整之后不能根据风进行反馈调节，但是光热效果好的地区集中在西北，当地长年大风，由于反射镜与光热转化装置距离较远，即使轻微的角度改变也会导致反射光斑无法汇聚，降低太阳能的利用效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种新能源太阳能塔式光热转化聚光方法及设备，降低风吹对反射镜角度的影响，提高太阳能的利用效率以及能量输出的稳定。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现：一种新能源太阳能塔式光热转化聚光方法，包括以下步骤，根据太阳光的方向计算出每块反射镜的理想方向；根据每块反射镜的理想方向，调整该块反射镜的实际方向；将光线反射聚集至能够将太阳能转化为热能的光热转化装置；实时监测每块反射镜实际方向与理想方向的差值，并且根据差值对该块反射镜的实际方向进行修正；分析反射镜的位置以及实际方向与理想方向的差值变化，对所有反射镜的方向进行调整，减小反射镜实际方向与理想方向的差值。进一步地，所述根据太阳光的角度计算出每块反射镜的理想角度，包括，根据太阳入射光线的方向，以及反射镜与光热转化装置的方向的夹角，确定反射镜的法线方向；根据法线与反射镜垂直确定反射镜的理想方向。进一步地，所述根据每块反射镜的理想方向，调整该块反射镜的实际方向，包括，活动固定反射镜的一端，并伸缩固定其余两端；建立两端伸缩值(L1,L2)与反射镜方向(θ1,θ2)的映射关系：L→θ将理想方向与现实方向带入L→θ映射关系，计算出两端伸缩值的差值，并以此为根据调整反射镜伸缩端的伸缩值，从而将反射镜调整至理想角度。进一步地，所述将光线反射聚集至能够将太阳能转化为热能的光热转化装置，包括，实时监测光热转化装置的温度，当温度过高的时候，根据过热比例，调整对应数量的反射镜，使其反射光与光热转化装置失准。进一步地，所述实时监测每块反射镜实际方向与理想方向的差值，并且根据差值对该块反射镜的实际方向进行修正，包括，实时监测反射镜实际方向与理想方向的差值，并建立差值关于时间的函数关系；若差值关于时间的积分为零，且差值关于时间的函数的单调性周期性变化，且幅度随着时间收窄，即可判断该差值因为外力作用产生，而且外力已经消失，差值会在短时间内消失，不会对光热转化装置的稳定工作产生负面影响，不需要进行主动干预处理；若差值关于时间的积分为一次函数，且差值关于时间的函数的单调性周期性变化，且抖动的幅度随着时间收窄，即可判断该差值因为外力作用产生，而且外力已经消失，差值会在短时间内保持恒定且无法恢复，以差值抖动的期望值为反射镜的起始方向，将其调整至理想角度；若差值关于时间的函数为常函数，表明外力已经消失而且无法恢复，以当前实际方向为初始值方向，将其调整至理想角度；若存在其它情况，在设定时间内落入上述情况则按其步骤处理，否则报错并通知管理人员。进一步地，所述分析反射镜的位置以及实际方向与理想方向的差值变化，对所有反射镜的方向进行调整，减小反射镜实际方向与理想方向的差值，包括，当相邻的反射镜依次按照同一方向出现差值关于时间的积分为零，且差值关于时间的函数的单调性周期性变化，且幅度随着时间收窄的情形，即可判断反射镜被风吹抖动；对于接下来即将抖动产生差值的反射镜，首先调取其实际方向，在误差范围内挑选与其实际方向相同的已经产生抖动的反射镜，将其差值关于时间的函数作为影响变量；调整该即将抖动产生差值的反射镜的两端伸缩值，使其在一个抖动周期内，调整反射镜方向与初始方向差值关于时间的函数曲线，与被挑选的反射镜的差值关于时间的函数曲线，关于轴线对称。进一步地，所述分析反射镜的位置以及实际方向与理想方向的差值变化，对所有反射镜的方向进行调整，减小反射镜实际方向与理想方向的差值，还包括，在第一个抖动周期内，实时检测该反射镜的方向；若反射镜实际的方向，由于两端伸缩值的主动改变以及外力作用的相互抵消，而没有发生变化，则不需要进行进一步处理；若反射镜实际的方向依旧发生变化，且改变方向与两端伸缩值改变导致的差值变化方向一致，则对应比例降低下一个周期内两端伸缩值；若反射镜实际的方向依旧发生变化，且改变方向与两端伸缩值改变导致的差值变化方向相反，则对应比例增加下一个周期内两端伸缩值。一种新能源太阳能塔式光热转化聚光设备，所述装置能够实现上述任一步骤。进一步地，光热转化装置位于高处，反射镜以光热转换装置为中心，鳞状排列。进一步地，还包括用于为反射镜两端伸缩值改变提供动力的步进电机，所述步进电机的驱动轴固定有螺杆，所述螺杆与螺母筒螺接，所述螺母筒顶端与反射镜活动连接；所述反射镜的一端与底盘铰接，所述螺母筒顶端与反射镜铰接，所述步进电机与底盘铰接。本专利技术的收益效果是：降低风吹对反射镜角度的影响，提高太阳能的利用效率以及能量输出的稳定；实时监测每块反射镜实际方向与理想方向的差值，并且根据差值对该块反射镜的实际方向进行修正，分析反射镜的位置以及实际方向与理想方向的差值变化，对所有反射镜的方向进行调整，减小反射镜实际方向与理想方向的差值。将阳光的照射稳定反射至光热转化装置，不仅提高太阳能的利用效率，而且保证能量输出的稳定。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术所述新能源太阳能塔式光热转化聚光设备的整体示意图；图2为本专利技术所述反射镜为三角形以及相关驱动组件的立体结构示意图；图3为本专利技术所述反射镜为方形以及相关驱动组件的立体结构示意图；图4为本专利技术所述反射镜为圆形以及相关驱动组件的立体结构示意图；图5为本专利技术所述反射镜的相关驱动组件改变反射镜方向的示意图；图6为本专利技术所述新能源太阳能塔式光热转化聚光方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新能源太阳能塔式光热转化聚光方法，其特征在于：包括以下步骤，/n根据太阳光的方向计算出每块反射镜的理想方向；/n根据每块反射镜的理想方向，调整该块反射镜的实际方向；/n将光线反射聚集至能够将太阳能转化为热能的光热转化装置；/n实时监测每块反射镜实际方向与理想方向的差值，并且根据差值对该块反射镜的实际方向进行修正；/n分析反射镜的位置以及实际方向与理想方向的差值变化，对所有反射镜的方向进行调整，减小反射镜实际方向与理想方向的差值。/n

【技术特征摘要】
1.一种新能源太阳能塔式光热转化聚光方法，其特征在于：包括以下步骤，
根据太阳光的方向计算出每块反射镜的理想方向；
根据每块反射镜的理想方向，调整该块反射镜的实际方向；
将光线反射聚集至能够将太阳能转化为热能的光热转化装置；
实时监测每块反射镜实际方向与理想方向的差值，并且根据差值对该块反射镜的实际方向进行修正；
分析反射镜的位置以及实际方向与理想方向的差值变化，对所有反射镜的方向进行调整，减小反射镜实际方向与理想方向的差值。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述根据太阳光的角度计算出每块反射镜的理想角度，包括，
根据太阳入射光线的方向，以及反射镜与光热转化装置的方向的夹角，确定反射镜的法线方向；
根据法线与反射镜垂直确定反射镜的理想方向。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述根据每块反射镜的理想方向，调整该块反射镜的实际方向，包括，
活动固定反射镜的一端，并伸缩固定其余两端；
建立两端伸缩值(L1,L2)与反射镜方向(θ1,θ2)的映射关系：
L→θ
将理想方向与现实方向带入L→θ映射关系，计算出两端伸缩值的差值，并以此为根据调整反射镜伸缩端的伸缩值，从而将反射镜调整至理想角度。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述将光线反射聚集至能够将太阳能转化为热能的光热转化装置，包括，
实时监测光热转化装置的温度，当温度过高的时候，根据过热比例，调整对应数量的反射镜，使其反射光与光热转化装置失准。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述实时监测每块反射镜实际方向与理想方向的差值，并且根据差值对该块反射镜的实际方向进行修正，包括，
实时监测反射镜实际方向与理想方向的差值，并建立差值关于时间的函数关系；
若差值关于时间的积分为零，且差值关于时间的函数的单调性周期性变化，且幅度随着时间收窄，即可判断该差值因为外力作用产生，而且外力已经消失，差值会在短时间内消失，不会对光热转化装置的稳定工作产生负面影响，不需要进行主动干预处理；
若差值关于时间的积分为一次函数，且差值关于时间的函数的单调性周期性变化，且抖动的幅度随着时间收窄，即可判断该差值因为外力作用产生，而且外力已经消失，差值会在短时间内保持恒定且无法恢复，以差值抖动的期望值为反射镜的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张天鹏，
申请(专利权)人：宁夏宝龙新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏;64