本发明专利技术涉及一种太阳能塔式发电镜场定日镜分组控制装置，该装置的方位控制驱动机构安装在支架的上端，支架竖直固定在地面上；定日镜的顶点通过俯仰轴与方位控制驱动机构活动连接，方位控制驱动机构通过俯仰轴驱动定日镜同步跟踪太阳的方位角运转；俯仰控制驱动机构的俯仰电机驱动传动轮转动，带动传动杆做推拉往复运动，通过各定日镜的俯仰传动机构将动力传递到定日镜，驱动各定日镜完成俯仰运动。本发明专利技术采用单个俯仰控制驱动机构控制一组纵向布置的定日镜实现对太阳的俯仰跟踪，俯仰控制驱动机构的数量减少了Ｎ－１个（Ｎ表示同列定日镜的个数），降低了镜场控制成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能利用领域，涉及一种规模化太阳能发电系统聚光场定日镜分组 控制装置，特别涉及一种太阳能塔式发电镜场定日镜分组控制装置。
技术介绍
聚光太阳能发电(CSP)技术是利用聚光器件跟踪会聚太阳辐射并转化为高温热 能，以用于热发电。聚光太阳能发电技术的光电转化效率较高，且随着规模的扩大，发电成 本可进一步降低，因此具有很好的发展前景。目前，聚光太阳能热发电的形式主要有槽式、 碟式和塔式。槽式聚光发电技术是利用抛物柱面反射聚光镜将阳光会聚到吸热管上。槽 式聚光器沿南北水平方向放置，绕单轴旋转实现对太阳方位角的跟踪。槽式聚光器的控制 驱动单元一般采用液压方式。由于所有槽式聚光器的跟踪步调一致，因此可使用单个控制 驱动单元控制一组槽式聚光器跟踪，该控制方法已有报道。碟式聚光器是使用旋转抛物面 反射镜将阳光会聚到斯特林发动机上进行发电，通过双轴跟踪保证阳光入射方向与光轴平 行，双轴分别为俯仰轴和方位轴，其中，俯仰轴与水平面平行并位于镜面内，方位轴与铅垂 方向平行。每个碟式聚光器均具有两个控制驱动单元，以实现绕双轴转动。碟式聚光器的 控制驱动单元由电机、减速齿轮、控制电路等组成。塔式聚光是利用定日镜场将太阳光会聚 到塔顶吸热装置以获得高温热流，再利用高温产生蒸汽进行发电。定日镜场由一系列跟踪 太阳并聚光的定日镜布置而成；定日镜绕双轴旋转跟踪太阳的高度角和方位角变化，控制 驱动单元的组成和功能与碟式聚光器相同，每面定日镜均具有两个控制驱动单元，即方位 控制驱动机构和俯仰控制驱动机构。方位控制驱动机构安装在支架的上端，支架竖直固定 在地面上；定日镜的顶点通过俯仰轴与方位控制驱动机构活动连接，可在方位控制驱动机 构的驱动下绕支架的轴线转动，即跟踪太阳的方位角变化；同时定日镜在俯仰控制驱动机 构的驱动下绕俯仰轴转动，跟踪太阳的高度角变化。由于控制驱动成本占定日镜成本的比 例较大，为了降低镜场的控制成本，可采用大尺寸定日镜(尺寸> 10m)，但大尺寸定日镜存 在体积大、质量重、安装成本高、抗风载能力差、光学效率低、能耗大等缺点。减小定日镜尺 寸可克服大定日镜的诸多缺点，但定日镜及控制驱动单元的数量会成倍增加，导致镜场控 制成本的增加。通过研究发现，对于辐射式布置的定日镜场，即每一组横向布置的定日镜位 于以塔基中心为圆心的圆弧上，每一组纵向布置的定日镜位于过塔基中心的半径上，纵向 布置的一组定日镜的俯仰角跟踪步调近似一致，可由单个控制驱动单元控制纵向布置的一 组定日镜的俯仰运动，跟踪太阳高度角变化，从而减少控制驱动单元的使用数量，降低镜场 的控制成本。目前，在聚光太阳能塔式发电中，镜场的分组控制方法及装置还未见报道。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种采用单个控制驱动机构控制纵向布置的一 组定日镜作俯仰运动，从而降低镜场控制成本的太阳能塔式发电镜场定日镜分组控制装置。为了解决上述技术问题，本专利技术的太阳能塔式发电镜场定日镜分组控制装置包括 各定日镜方位控制驱动机构，各定日镜俯仰传动机构，俯仰控制驱动机构；所述方位控制驱 动机构安装在支架的上端，支架竖直固定在地面上；定日镜的顶点通过俯仰轴与方位控制 驱动机构活动连接，可在方位控制驱动机构的驱动下绕支架的轴线转动；所述俯仰控制驱 动机构包括传动杆，传动轮，俯仰电机；传动轮与俯仰电机的旋转轴连接，传动杆与传动轮 连接；俯仰电机驱动传动轮转动，带动传动杆做推拉往复运动，传动杆通过各定日镜俯仰传 动机构将动力传递到定日镜，驱动各定日镜完成俯仰运动。方位控制驱动机构通过俯仰轴驱动定日镜同步跟踪太阳的方位角运转；同时，俯 仰电机驱动传动轮转动，带动传动杆做推拉往复运动，通过各定日镜俯仰传动机构将动力 传递到定日镜，驱动各定日镜完成俯仰运动。太阳能塔式发电镜场布置方式采用辐射式布置，即每一组横向布置的定日镜位于 以塔基中心为圆心的圆弧上，每一组纵向布置的定日镜位于过塔基中心的半径上，纵向布 置的一组定日镜的俯仰角跟踪步调近似一致。本专利技术采用单个俯仰控制驱动机构控制一组纵向布置的定日镜实现对太阳的俯 仰跟踪，俯仰控制驱动机构的数量减少了 N-I个(N表示同列定日镜的个数)，降低了镜场控 制成本；定日镜可采用质量轻、易装调、光学效率高、能耗小的小反射镜，有利于提高太阳能 电站的光电转化效率。辐射式布置的镜场距离塔越远的位置，定日镜越稀疏，为了提高土地利用率，可采 用变化尺寸的定日镜，即距离塔越远的位置，定日镜的尺寸可适当增大。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1为辐射式镜场布置图。图2为镜场边缘列定日镜不同日期的俯仰角跟踪变化曲线图。图3为镜场中间列定日镜不同日期的俯仰角跟踪变化曲线图。图4为本专利技术的太阳能塔式发电镜场定日镜分组控制装置实施例1结构示意图。图5ajb为图4的局部放大图。图6为本专利技术的太阳能塔式发电镜场定日镜分组控制装置实施例2结构示意图。图7a、7b为图6的局部放大图。具体实施例方式如图1所示，太阳能塔式发电镜场采用辐射式布置方式，即每一组横向布置的定 日镜位于以塔基2的中心为圆心的圆弧上，每一组纵向布置的定日镜位于过塔基2中心的 半径上。图中，3为镜场中间列定日镜，4为镜场边缘列定日镜，每列共有8面定日镜。如图2所示，镜场边缘列定日镜不同日期的俯仰角跟踪变化曲线共3组，每组曲线 对应8面定日镜。其中，最上面的一组曲线5代表冬至日8面定日镜的俯仰跟踪曲线，中间 的一组曲线6代表春分或秋分日8面定日镜的俯仰跟踪曲线，最下面的一组曲线7代表夏 至日8面定日镜的俯仰跟踪曲线。可见8面定日镜在一天内的俯仰跟踪曲线近似平行，即 同一组定日镜的俯仰跟踪步调一致。如图3所示，镜场中间列定日镜不同日期的俯仰角跟踪变化曲线共3组曲线，每组 曲线对应8面定日镜。其中最上面一组曲线8代表冬至日8面定日镜的俯仰跟踪曲线，中 间一组曲线9代表春分或秋分日8面定日镜的俯仰跟踪曲线，最下面一组曲线10代表夏至 日8面定日镜的俯仰跟踪曲线。可见8面定日镜在一天内的俯仰角跟踪曲线近似平行，即 同一组定日镜的俯仰跟踪步调一致。无论是镜场边缘列、中间列或是其他列，构成每列的各定日镜俯仰跟踪步调都一 致，因而可以采用单个控制驱动机构控制一列定日镜实现对太阳的俯仰跟踪。实施例1本专利技术的太阳能塔式发电镜场定日镜分组控制装置包括各定日镜方位控制驱动 机构，各定日镜俯仰传动机构，俯仰控制驱动机构。如图4所示，所述方位控制驱动机构可采用一个固定于支架13上端的电机(图中 未示出)，该电机通过俯仰轴12与定日镜的顶点活动连接；支架13竖直固定在地面上。电 机旋转，通过俯仰轴12带动定日镜11绕支架13的轴线转动。如图4、图fe所示，定日镜俯仰传动机构包括镜体连杆14，弧形滑块16，弧形导轨 17，竖直运动滑块21，竖直导轨20，滑块连杆18，摇杆19 ；镜体连杆14的一端通过第一转轴 31与定日镜11的偏离顶点的部位活动连接，另一端通过第二转轴32与弧形滑块16活动连 接；弧形导轨17套装在支架13上，并且其两端与竖直运动滑块21固定连接；弧形滑块16 安装在弧形导轨17上，弧形滑块16与弧形导轨17匹配，可沿弧形导轨17移动；竖直导轨 20安装固定在支架13上，竖直本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳能塔式发电镜场定日镜分组控制装置，包括各定日镜方位控制驱动机构；所述方位控制驱动机构安装在支架（１３）的上端，支架（１３）竖直固定在地面上；定日镜（１１）的顶点通过俯仰轴（１２）与方位控制驱动机构活动连接，可在方位控制驱动机构的驱动下绕支架（１３）的轴线转动；其特征在于还包括各定日镜俯仰传动机构，俯仰控制驱动机构；所述俯仰控制驱动机构包括传动杆（２３），传动轮（２４），俯仰电机（２５）；传动轮（２４）与俯仰电机（２５）的旋转轴连接，传动杆（２３）与传动轮（２４）连接；俯仰电机（２５）驱动传动轮（２４）转动，带动传动杆（２３）做推拉往复运动，传动杆（２３）通过各定日镜俯仰传动机构将动力传递到定日镜（１１），驱动各定日镜（１１）完成俯仰运动。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：魏秀东，卢振武，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：82[]
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