一种提高多云天气下太阳能光热电站阳光利用率的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高多云天气下太阳能光热电站阳光利用率的方法，包括如下步骤：在定日镜反射器的背面加装光伏板，此时定日镜正面是反射器，用于正常晴空状态下对太阳能量的反射，定日镜背面是光伏板，用于有云遮挡情况下对太阳能量的收集；在镜场配置太阳光度计，用于实时DNI的测量，并将数据信息传输到镜场控制系统；根据综合光学效率的不同将镜场划分为不同区域；统计镜场所在地区的历史DNI数据，并设定不同的阈值，根据太阳光度计实测的DNI与阈值的关系，通过镜场控制系统来调节不同区域内的定日镜的方向使其反射器或光伏板朝向太阳。本发明专利技术所公开的方法在保护吸热器的前提下，最大限度提高阳光资源利用率和发电率。最大限度提高阳光资源利用率和发电率。最大限度提高阳光资源利用率和发电率。

【技术实现步骤摘要】
一种提高多云天气下太阳能光热电站阳光利用率的方法


[0001]本专利技术涉及塔式太阳能热发电领域，特别涉及一种提高多云天气下太阳能光热电站阳光利用率的方法。

技术介绍

[0002]太阳能光热发电技术因其具备储能功能而逐渐进入大众视野并受到重视。相对于槽式，碟式和菲涅尔式发电技术，塔式太阳能光热发电技术因其热传递路程较短、热损耗少、集热效率较高等优势而备受关注。
[0003]太阳能光热发电的能源是太阳的法向直接辐照度(DNI)，环境温度，降水，气溶胶，云量等是都可以影响DNI的时空变化，其中，云量是影响DNI变化的主要因素，从而影响着太阳能光热电站发电量。尤其是云层高度较低或云层较厚的情况可以大幅度降低DNI的水平。
[0004]通常在有云的天气下，很难达到DNI对应的设计发电量。有云天气因为弃光率的增加，直接影响了光热电站发电量。所以在有云情况下，能否合理利用间隙阳光是能否保证发电量的关键。
[0005]当云出现时，光热电站通常会减少工作的定日镜的数量，来调节聚集到吸热器上的太阳光的能量，以减少由云造成的DNI大幅度变化给吸热器带来的冷热冲击。该方法虽然可以保护吸热器，但损失了一部分的太阳能能量。
[0006]其实有云天气照样有很高的间隙阳光资源利用率，但目前尚无相关对有云天气下光热电站利用间隙阳光运行方法进行研究。
[0007]传统电站多能互补是采用在光热电站周边加配光伏电站的模式，这样会是电站占用大量的土地，且电站建站成本会提高，没有做到资源优化配合使用。
专利技术内容
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种提高多云天气下太阳能光热电站阳光利用率的方法，在提升有云天气下的阳光利用率前提下，减少了土地占用率，而且有效地降低建站成本；同时，提高了太阳能光热电站在多云情况下光资源的利用率，减少由云造成的DNI大幅度变化给吸热器带来的冷热冲击，在保证系统安全稳定的情况下，最大限度利用阳光资源，减少弃光率。
[0009]为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0010]一种提高多云天气下太阳能光热电站阳光利用率的方法，包括如下步骤：
[0011](1)在定日镜反射器的背面加装光伏板，此时定日镜正面是反射器，用于正常晴空状态下对太阳能量的反射，定日镜背面是光伏板，用于有云遮挡情况下对太阳能量的收集；
[0012](2)在镜场配置太阳光度计，用于实时DNI的测量，并将数据信息传输到镜场控制系统；
[0013](3)根据综合光学效率的不同将镜场划分为不同区域；
[0014](4)统计镜场所在地区的历史DNI数据，并设定不同的阈值，根据太阳光度计实测
的DNI与阈值的关系，通过镜场控制系统来调节不同区域内的定日镜的方向使其反射器或光伏板朝向太阳。
[0015]上述方案中，在镜场的南北区域配置两个太阳光度计，取两者某时刻测量DNI的平均值作为该时刻镜场DNI的实测实时数据。
[0016]上述方案中，历史DNI数据从当地气象部门或者镜场之前积累存储的太阳光度计获取。
[0017]上述方案中，步骤(4)中，同时调整吸热塔管道内熔融盐的流量，实现最大限度保护吸热器，同时最大限度利用间隙阳光资源。
[0018]上述方案中，步骤(3)中，吸热塔以北镜场被分为三个区域，一号区域为综合光学效率最高区域，综合光学效率在95％以上，二号区域综合光学效率为90％
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95％；三号区域综合光学效率为80％
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90％；吸热塔以南分为三个区域，四号区域综合光学效率为75％
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85％，五号区域综合光学效率为70
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80％，六号区域综合光学效率最小，为70％以下。
[0019]上述方案中，步骤(4)中，当出现云遮时，先将综合光学效率最小的区域的定日镜调成光伏板朝向太阳，当云遮不断增加时，逐步调整其余区域的定日镜。
[0020]上述方案中，步骤(4)中，当云逐渐消失时，不立刻恢复所有定日镜聚焦工作，而是根据实测实时DNI的数值和历史参照该时刻DNI的数值比例，由综合光学效率低的区域开始来缓慢逐步让定日镜返回反射器反射阳光的工作状态，从而给吸热器缓冲和适应的时间。
[0021]通过上述技术方案，本专利技术提供的一种提高多云天气下太阳能光热电站阳光利用率的方法具有如下有益效果：
[0022]本专利技术基于太阳能光热电站，采用在定日镜背面加装光伏板的方法，通过镜场控制系统根据DNI来调节定日镜反射或光伏板吸收太阳光能量，在提升有云天气下的阳光利用率前提下，减少了土地占用率，而且有效地降低建站成本。同时，提高了太阳能光热电站在多云情况下光资源的利用率，减少由云造成的DNI大幅度变化给吸热器带来的冷热冲击，在保证系统安全稳定的情况下，最大限度利用阳光资源，减少弃光率。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0024]图1为太阳能塔式光热电站运行流程示意图。
[0025]图2为定日镜正面反射器示意图，
[0026]图3为定日镜背面光伏板示意图，
[0027]图4为镜场区域划分示意图。
[0028]图中，1、定日镜；2、吸热器；3、热盐储罐；4、冷盐储罐；5、蒸汽发生器；6、汽轮机；7、发电机；8、冷凝器；9、反射器；10、俯仰轴；11、方位轴；12，支架；13、光伏板；14、太阳光度计；101、镜场；201、吸热塔。
具体实施方式
[0029]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。
[0030]本专利技术出于保护吸热器的前提下，最大限度提高多云天气情况下阳光资源利用率和发电率的目的，专利技术了一种多云天气情况下，以定日镜反射器反射太阳光发电为主，以光伏板吸收太阳光发电为辅的方法。将定日镜正反面加装反射器和光伏板来节约电站用地，从而节省建站和发电成本。
[0031]图1是太阳能光热电站发电流程。太阳能光热电站的定日镜1起到收集并反射太阳光能量的作用，定日镜1将太阳能量汇聚到吸热塔201上的吸热器2，加热经过吸热面板的熔融盐。熔融盐通过吸热器2升温至565℃，并进入热盐储罐3，热的熔融盐被输送到蒸汽发生器5，将水加热变成水蒸汽，高温水蒸汽通过管道进入汽轮机推动汽轮机6做功使发电机7发电。熔融盐通过蒸汽发生器5后放热，温度降低，并进入冷盐储罐4，此时熔融盐约为265℃。高温水蒸汽推动汽轮机6做功后，经过冷凝器8，变成液态水然后继续进入蒸汽发生器5与熔融盐进行热交换。
[0032]如图2所示，定日镜1的反射器9位于支架12上方，利用俯仰轴10和方位轴11来调节反射器9来追日，从而将太阳能能量准确反射到吸热器2上。本专利技术在定日镜1的反射器9的背面加装光伏板13，如图3所示，此时正面是反射器9镜面，用于正常晴空状态下对太阳能量的反射，背面是光伏板13，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高多云天气下太阳能光热电站阳光利用率的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在定日镜反射器的背面加装光伏板，此时定日镜正面是反射器，用于正常晴空状态下对太阳能量的反射，定日镜背面是光伏板，用于有云遮挡情况下对太阳能量的收集；(2)在镜场配置太阳光度计，用于实时DNI的测量，并将数据信息传输到镜场控制系统；(3)根据综合光学效率的不同将镜场划分为不同区域；(4)统计镜场所在地区的历史DNI数据，并设定不同的阈值，根据太阳光度计实测的DNI与阈值的关系，通过镜场控制系统来调节不同区域内的定日镜的方向使其反射器或光伏板朝向太阳。2.根据权利要求1所述的一种提高多云天气下太阳能光热电站阳光利用率的方法，其特征在于，在镜场的南北区域配置两个太阳光度计，取两者某时刻测量DNI的平均值作为该时刻镜场DNI的实测实时数据。3.根据权利要求1所述的一种提高多云天气下太阳能光热电站阳光利用率的方法，其特征在于，历史DNI数据从当地气象部门或者镜场之前积累存储的太阳光度计获取。4.根据权利要求1所述的一种提高多云天气下太阳能光热电站阳光利用率的方法，其特征在于，步骤(4)中，同时调整吸热塔管道内熔融盐的流量，实现最大限度保护吸热器，同时最大限度利用间隙阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东祥，宋秀鹏，
申请(专利权)人：山东电力建设第三工程有限公司，
类型：发明
国别省市：