一种用于碟式太阳能热发电系统的对日跟踪方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于碟式太阳能热发电系统的对日跟踪方法，所述太阳能热发电系统设有聚光碟(20)和集热器(10)，所述对日跟踪方法包括如下步骤：1)获取所述集热器(10)的温度分布信息；2)根据所述温度分布信息判断太阳入射光线经所述聚光碟(20)聚光后是否完全聚焦，若是，执行步骤10)，若不是，执行步骤3)；3)获取所述聚光碟(20)的当前角度，以及完全聚焦时所需的聚光碟(20)的目标角度，并调整所述聚光碟(20)的所述当前角度至所述目标角度；10)保持聚光碟的当前角度不变。这种方法实现了对太阳的准确跟踪，增强对太阳入射光线的聚焦精度。本发明专利技术还提供一种与上述对日跟踪方法对应的对日跟踪系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能发电
，尤其涉及一种用于碟式太阳能热发电系统的对日跟踪方法和系统。
技术介绍
随着世界经济的发展，全球对能源需求日益增长，传统的化石能源越来越不能满足人类的发展要求，全球面临着严重的能源短缺和燃烧化石能源产生的污染问题，世界各国均在寻找可替代化石能源的可持续发展的无污染的新能源。太阳能具有取之不尽，用之不竭，且无污染不受地域限制等特点，被认为是最理想的新能源之一。碟式聚光太阳能热发电是目前效率最高的一种太阳能发电方式，最高效率可达 29. 4%。预计在未来形成产业化大规模应用，其成本将会大幅降低，成为与大规模常规电厂进行成本竞争的新能源发电。碟式太阳能热发电系统一般功率较小，约为5-100KW，因此可实现单独的分布式发电，也可以多台单机组网进行大规模电厂发电，应用范围十分广泛，是目前全球太阳能发电的研究热点。碟式聚光太阳能热发电的原理是利用自动跟踪太阳的聚光镜将太阳能聚焦到热机的集热器，从而加热发动机进行运动做功，发动机拖动发电机，从而实现发电。由其原理可知，对太阳的自动跟踪系统是其关键部件之一。现有的太阳自动跟踪装置大多采用定时跟踪方式、光敏传感器跟踪方式或定时跟踪与光敏传感器相结合的跟踪方式，但其对日跟踪精度不高，不能完全满足现有碟式太阳能发电的要求。有鉴于此，亟待针对上述技术问题，另辟蹊径设计一种用于碟式太阳能热发电系统的对日跟踪方法和系统，实现对太阳光的准确跟踪，提高太阳能热发电系统对太阳光入射光线的聚光效果，从而增强热发电效率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题为提供一种用于碟式太阳能热发电系统的对日跟踪方法和系统，提高对太阳光的跟踪精度，增强太阳能热发电系统对太阳光入射光线的聚光效果。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于碟式太阳能热发电系统的对日跟踪方法，所述太阳能热发电系统设有聚光碟和集热器，所述对日跟踪方法包括如下步骤I)获取所述集热器的温度分布信息；2)根据所述温度分布信息判断太阳入射光线经所述聚光碟聚光后是否完全聚焦，若是，执行步骤10)，若不是，执行步骤3)；3)获取所述聚光碟的当前角度，根据所述温度分布信息获取以及完全聚焦时所需的聚光碟的目标角度，并调整所述聚光碟的所述当前角度至所述目标角度；10)保持所述聚光碟的当前角度不变。优选地，所述步骤I)中具体采用红外热成像的方法获取所述集热器的温度分布图像。优选地，在所述步骤I)后还包括步骤4)判断所述集热器是否过热，若是，则进行步骤5)，若不是，则执行步骤6)；5)开启所述太阳能热发电系统的过热保护装置； 6)保持所述过热保护装置为关闭状态。优选地，还包括获取当前风速、当前风向信号，并判断所述风速是否过大，若是，则根据所述风向开启所述太阳能热发电系统的避风保护装置；若不是，则保持所述避风保护装置为关闭状态。优选地，执行所述步骤10)和所述步骤3)后均返回步骤I)。本专利技术提供一种用于碟式太阳能热发电系统的对日跟踪方法，首先获取集热器的温度分布信息；然后根据温度分布信息判断太阳入射光线经聚光碟聚光后是否完全聚焦，若是则保持聚光碟的当前角度不变，如不是则获取聚光碟的当前角度，以及完全聚焦时所需的聚光碟的目标角度，并调整聚光碟的当前角度至目标角度。本专利技术提供的对日跟踪方法通过对集热器中温度分布信息的分析获知当前聚焦情况，并根据当前聚焦情况通过偏差调整的方法校正聚光碟的位置，实现了对太阳的准确跟踪，增强对太阳入射光线的聚焦精度。本专利技术还提供一种用于碟式太阳能热发电系统的对日跟踪系统，所述太阳能热发电系统包括聚光碟和集热器；所述对日跟踪系统包括集热器热成像装置、微处理器和位置检测装置；所述位置检测装置用于检测太阳能热发电系统的聚光碟的当前角度，并输出给所述微处理器；所述集热器热成像装置对准所述集热器的集热器腔，用于采集所述集热器及其周边的温度分布；所述微处理器与所述集热器热成像装置连接，用于根据温度分布信息判断太阳入射光线经所述聚光碟聚光后是否完全聚焦，并在非完全聚焦的情况下获取所述聚光碟的当前角度，分析计算出完全聚焦时所需的聚光碟的目标角度，并发出控制命令调整所述聚光碟的所述当前角度至所述目标角度。优选地，所述热成像装置为红外热成像装置。优选地，所述控制器还用于判断所述集热器是否过热，并在所示集热器过热的情况下开启所述太阳能热发电系统的过热保护装置。优选地，还包括风速风向检测装置，用于检测当前风速、当前风向，并将其检测结果输出至微处理器，所述微处理器还用于判断风速是否过大，并在风速过大的情况下根据所述风向开启所述太阳能热发电系统的避风保护装置。优选地，所述对日跟踪系统为闭环控制系统。由于对日跟踪方法具有上述技术效果，因此，与上述对日跟踪方法对应的对日跟踪系统也应当具有相同的技术效果，在此不再赘述。附图说明图I为本专利技术所提供对日跟踪方法的一种具体实施方式的流程框图；图2为本专利技术所提供对日跟踪方法的另一种具体实施方式的流程框图；图3为聚光碟的当前角度与目标角度相同时的红外成像图；图4为聚光碟的当前高度角偏大时的红外成像图；图5为聚光碟的当前方位角偏小时的红外成像图；图6为聚光碟的当前高度角、当前方位角均偏小时的红外成像图；图7为本专利技术所提供对日跟踪系统的一种具体实施方式的结构框图； 图8为图7所示的对日跟踪系统的实物结构简图。其中，图7和图8中的附图标记与部件名称之间的对应关系为微处理器I ;伺服驱动系统2 ;减速传动机构3 ;位置检测装置4 ;集热器热成像装置5 ;图像接口模块6 ;风速风向检测装置7 ；集热器20;聚光碟10。具体实施例方式本专利技术的核心为提供一种用于碟式太阳能热发电系统的对日跟踪方法和系统，其能够实现对太阳光的准确跟踪，提高太阳入射光线经聚光碟的聚光效果，进而增强太阳能热发电系统的发电效率。为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。请参考图1，图I为本专利技术所提供对日跟踪方法的一种具体实施方式的流程框图。在一种具体实施方式中，如图I所示，本专利技术提供一种用于碟式太阳能热发电系统的对日跟踪方法，太阳能热发电系统设有聚光碟20和集热器10，聚光碟20将太阳入射光线聚焦，集热器10安装于聚光碟20的焦点前方，用于收集聚焦后的太阳光产生的热量，上述对日跟踪方法包括如下步骤Sll :获取集热器10的温度分布信息；由于集热器10是用来吸收太阳辐射使之转换为热能并传递给热介质的装置，集热器10温度越高的部分采集的光线越多，因此集热器10的温度分布信息可以反映出太阳光入射光线经聚光碟20聚光后的聚焦情况。S12 :对集热器温度分布信息进行分析、计算处理，并根据抛物面对平行光线的反射原理，提取出太阳入射光线与抛物面聚光碟的关系，进而判断太阳入射光线经聚光碟20聚光后是否完全聚焦，若是，执行步骤S14，若不是，执行步骤S13 ；S13 :获取聚光碟20的当前角度，并根据温度分布信息进一步获取完全聚焦时所需的聚光碟20的目标角度，并调整聚光碟20的当前角度至目标角度；S14 :保持聚光碟的当前角度不变。步骤S13通过比较聚光碟20的当前角度与目标角度的偏差，并通过偏差调整的方法将聚光碟20的当前角度调整至目标角度，能够保证太阳入射光线经聚光碟20聚光后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于碟式太阳能热发电系统的对日跟踪方法，所述太阳能热发电系统设有聚光碟(20)和集热器(10)，其特征在于，所述对日跟踪方法包括如下步骤：1)获取所述集热器(10)的温度分布信息；2)根据所述温度分布信息判断太阳入射光线经所述聚光碟(20)聚光后是否完全聚焦，若是，执行步骤10)，若不是，执行步骤3)；3)获取所述聚光碟(20)的当前角度，根据所述温度分布信息获取完全聚焦时所需的聚光碟(20)的目标角度，并调整所述聚光碟(20)的所述当前角度至所述目标角度；10)保持所述聚光碟的当前角度不变。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马迎召，刘帅，朱楷，党安旺，王旻晖，
申请(专利权)人：湘电集团有限公司，
类型：发明
国别省市：