定日镜

摘要： 针对塔式太阳能热发电系统研制了一种定日镜。首先建立了定日镜的模型,简述了其构成及参数,其主要由控制系统、传动机构、支撑结构、反射镜面等构成。介绍了定日镜的总体方案,并对定日镜的系统的手动模式、自动模式、其他控制模式进行详细讲解。阐述了控制系统的控制原理和传动机构构成,并对定日镜安装之后现场的面形调整进行详细的介绍,以使得聚光性能达到预期目标。叙述了定日镜跟踪准确度测试系统的组成及方法,其采用了非接触式视觉检测方法,并对定日镜进行跟踪精确度测试。通过调整CCD相机光圈、焦距、放大倍率、俯仰及方位角度可使目标靶充满相机的整个视场。设计的定日镜跟踪精确度值较高,通过18612个采样点数据的统计,在4~11 m/s风速下跟踪准确度达到3.5 mrad的概率高于97%。

摘要： 为研究下击暴流冲击作用下定日镜周围的风环境时变特性,文章利用计算流体动力学方法,对处于下击暴流瞬态风场中的定日镜风环境进行数值模拟与分析。结果表明:在下击暴流冲击过程中,定日镜周围环境风速呈现出先增大后减小的趋势,当下击暴流发展到最大强度时达到风速峰值,且风速峰值和谷值区域的范围随着下击暴流的演变先增大后减小;随定日镜俯仰角增大,风速峰值无明显变化,但周围环境风速的峰值和谷值区域范围明显增大,定日镜背后涡的影响范围也逐渐增大;俯仰角对定日镜周围绕流风场的时变特征影响较大。当定日镜处于小俯仰角时,定日镜后方涡的影响范围未发生显著变化,风环境相对稳定;当俯仰角增大,随着下击暴流冲击过程的演变定日镜背后涡数量由一个增加至两个,影响范围先增大后减小,周围环境风场的复杂性提高。当定日镜处于小俯仰角时,镜面上方的高流速区域范围可忽略不计,而下方的狭缝高流速区域范围很大,威胁程度高。

摘要： 为解决反射率测量仪检测定日镜镜面反射率时接触式检测带来的破坏镜面和污染检测设备的问题,使用CCD传感器作为检测设备进行非接触式检测,并在隔绝外界光照影响的暗箱内,以LED作为光源,研究光照强度对CCD检测定日镜镜面积尘密度的影响,并将实验结果与现有应用成熟的反射率测量仪测试结果进行对比。结果表明,CCD传感器检测定日镜积尘密度的方法可以明确区分不同积尘密度的定日镜,当灰尘粒径为10μm时,镜面积尘密度的有效检测范围在0~6 g/m^(2),对应的镜面反射率范围在74%~93%;并且在照度固定的前提下,镜面反射率、积尘密度、镜面图像灰度值存在显著相关性。研究结果可为塔式太阳能光热发电站的定日镜积尘密度检测提供一定的参考。

摘要： 针对定日镜清洗过程中引起的镜面振动问题,本文提出了一套对定日镜清洗过程中镜面状态进行仿真的方案,以实际清洗过程中定日镜的受力状态为依据,利用有限元分析软件ANSYS Workbench中的模态分析法和瞬态动力学仿真模块,对定日镜清洗过程中其镜面在受力状态下的变形量进行了仿真计算。

摘要： 定日镜作为典型的风敏感结构,设计中必须考虑其动力特性和风致响应。选用大涡模拟(large eddy simulation,LES)和分离涡模拟(detached eddy simulation,DES),结合一种新的湍流脉动流场产生方法(discretizing and synthesizing random flow generation,DSRFG)模拟风场的湍流边界条件,计算得到了0°风向角下0°、30°、60°镜面仰角下定日镜的流场分布和风荷载时程数据。建立了定日镜整体结构的有限元模型,进行了定日镜整体结构在不同镜面仰角下的风致响应分析。结果表明,通过与风洞试验结果对比,LES和DES能较好地预测出顺风向等效风荷载,但LES的结果更接近试验值;随着仰角增大,定日镜下部的共振峰值能量逐渐减小,上部的共振峰值能量逐渐增大;定日镜下部的最不利工况为仰角0°时,风振系数为3.1,中上部的最不利工况发生在仰角为60°时,风振系数分别为2.0、3.4;LES和DES能较好地模拟出流场中的紊流与涡旋,且随着仰角增大,尾流区变得狭长。结合风洞试验,为定日镜以及相似结构的数值模拟以及抗风设计提供了参考。

摘要： 介绍了塔式太阳能热发电站用定日镜电动推杆的结构、参数、材料、工作原理,在此基础上,对电动推杆进行性能试验,对推力、行程速度、推杆精度等进行测试。所研究的塔式太阳能热发电站用定日镜电动推杆满足55 kN推力和拉力的要求,行程速度能够稳定于0.15-1.5 mm/s,伸出和缩回方向的推杆精度均高于理论精度等级。

摘要： 2022年9月,走进距离敦煌市区以西半小时车程的敦煌光电产业园,万余面巨型定日镜环绕着熔盐塔均匀铺开,在阳光的照耀下熠熠生辉。我国现阶段建成规模最大、吸热塔最高、可连续发电的发电站--敦煌100兆瓦熔盐塔式光热发电站就落户在这里。据悉,敦煌光电产业园是全省集中连片面积最大、装机容量最大的光电产业园区,也是国家批准的“首个百万千瓦级太阳能光伏发电示范基地”。目前,产业园建成区面积60多平方公里,共落户企业36家,其中发电企业32家,配套装备制造及服务企业4家。

摘要： 光热电站二次反射镜的制造误差和施工误差,以及定日镜的运动姿态会导致来自定日镜的二次反射光无法准确落入吸热器区域,从而使吸热器的截断率无法满足要求.本文通过分析二次反射的光路原理与定日镜在二次反射镜面的成像原理,确定定日镜指向偏差的校正方法,设计相应的硬件系统,并经过实际的工程验证,为光热电站同类系统的成功投运提供参考.

摘要： 针对塔式太阳能热发电系统中定日镜的逐日跟踪问题,开发了一套用于定日镜双轴运动控制的实验系统.采用STM32 F407为主控单片机,实现Modbus-TCP通信、EEPROM非易失性参数存储、正交编码信号计数,基于STM32内部灵活的计数器结构,以硬件的方式实现了脉冲信号的可控输出,减轻了CPU的工作负载,提高了系统稳定性、响应速度和跟踪精度.实际应用表明,该系统运行稳定,跟踪精度高,结构精简,具有较高的可靠性,达到了预期的设计目的.

摘要： 为降低塔式光热电站的成本电价,需要合理设计吸热器中心高度以优化电站效率.对某100 MW塔式太阳能光热发电站吸热器中心高度的优化方法和思路进行了研究.通过建模,模拟了不同吸热器中心高度与定日镜数量的关系及对电站发电量的影响,通过成本电价寻优的方式确定吸热器中心高度.分析结果发现,不同高度的吸热器中心高度的增加,成本电价存在最低值.基于一定规模的储热容量,该热发电站吸热塔高设计为220 m时,成本电价最低.通过优化热发电站吸热塔高度,可降低项目投资的成本、提高项目经济性.

摘要： 太阳能热发电是一项极具潜力的发展技术,发电功率大且完全清洁无污染.定日镜群是塔式太阳能热发电站的主要设备,其工作过程中需要保证镜面的入射光经反射后能准确射入集热器,而定日镜与吸热塔距离大,定日镜的微小偏差会引起出射光的很大误差,因此定日镜的振动将直接削弱聚光特性,降低发电效率.针对青海省韵家口定日镜实际工程设备,建立定日镜的三维模型,由于实际定日镜过于庞大,故将定日镜面积缩小100倍进行实验室研究.通过模态分析得到定日镜和其缩比样机的振型和自振频率.计算动力吸振器的相关参数,建立其三维模型,通过ANSYS仿真出安装动力吸振器后定日镜样机的振动得到抑制;通过定日镜缩比样机的振动抑制实验,验证了吸振器的振动抑制最佳效果可达93％以上.

摘要： 定日镜是塔式太阳能热发电站的重要组成部分,其由支撑、横梁、立柱和镜面板等组成(参见图1、2).为将太阳光更有效地反射到吸热塔上,实际工程中常采用玻璃面板.玻璃板直接暴露于大气中,且镜面板随太阳高度角变化而变化,受来流作用,除需要考虑结构整体的安全性外,镜面板的安全需要予以特别的关注.按照中国规范的规定,镜面板可参照维护结构进行设计,仅需乘以考虑风压脉动作用的阵风系数，基于定日镜测压风洞实验结果获得了适合我国规范设计采用的阵风系数βgz推荐值，定日镜实验结果与规范推荐值对比表明：由于定日镜高度较小，风场受近地面影响较大，且设防风速大小与已有规范有一定差异，实际风场特性参数的准确获取对定日镜设计参数的影响较大。

摘要： 在塔式太阳能热发电站中,定日镜的跟踪准确度直接影响电站的经济型和安全性,测量定日镜跟踪准确度、判断定日镜跟踪质量具有重要意义，本标准规定了太阳定日镜跟踪准确度测量和评价方法;本标准适用于将太阳法向直射辐射反射聚集到规定位置的不同尺寸和传动方式的定日镜;本标准中规定的定日镜跟踪测量和评价方法是在对定日镜大量实际研究基础上制定的。

摘要： 在诸多类型的太阳能热发电系统中，塔式太阳能热发电系统具有介质传递路程短、聚光比大、工作温度较高、热损耗小等优点，是未来太阳能热发电发展的主流技术方向之一。定日镜作为塔式太阳能热发电系统的核心关键设备，其在吸热器表面成像光斑的情况直接关系到整个镜场的优化设计及瞄准控制策略的选择。采用HFLCAL计算模型,对单个定日镜在不同条件下的成像光斑进行了仿真模拟.结果显示,利用成像仿真来模拟定日镜的光斑,简单易行,并利用此方法初步模拟了镜场正常工作时,吸热器表面的热流密度分布情况.该研究在一定程度上弥补了目前通过现场实测确定定日镜成像光斑的不足之处.

摘要： 针对塔式太阳能热发电系统中定日镜聚光的快速性和精确性的要求,本文提出了一种新的定日镜聚光控制策略;首先,在定日镜校正状态下,令定日镜将反射光斑投射到白板,通过图像处理方法,计算出定日镜一天内的误差数据,使用改进的极限学习机算法(ELM)训练误差数据,建立误差的模型;然后,在定日镜的工作状态下,基于得到的误差模型,预测定日镜在任意给定时刻的误差数据,以模型预测的数据来补偿定日镜的误差,使光斑中心对准给定目标点,实现定日镜的准确聚光.通过实验数据和仿真数据证明了本文提出的定日镜跟踪修正策略,具备高准确性和动态响应速度的优点.

摘要： 2016年2月22日，美国110MW新月沙丘熔盐塔式光热电站正式并网发电，并实现了110MW的满功率输出。据此提出了圆柱吸热器定日镜场的新光学设计方法。通过镜面测量、光学计算、实验对比，提出定日镜的俯仰-倾斜跟踪方式。

摘要： 以中国首座MW级塔式太阳能热发电示范装置的光热转化系统为研究对象.采用光线踪迹法建立了塔式太阳能热发电厂镜场内单台定日镜光学效率模型,从而获得镜场总的光学效率.并依据塔影随时间的变化规律和集热器接收范围等因素确定了镜场布置范围.在此基础上提出了镜场放射栅格式布置以及镜场优化准则,给出了中国首座MW级塔式太阳能电站的定日镜场优化后的年均效率为68.6％及提高光学效率的方案.

摘要： 为了提高定日镜的跟踪精度，本文对定日镜的闭环自适应控制策略进行了研究。提出了基于Lyapunov稳定理论的模型参考自适应控制方案，利用Matlab/Simulink搭建了定日镜闭环控制系统，并进行了仿真。仿真结果证明，采用模型参考自适应控制的定日镜跟踪系统具有良好的跟踪精度和响应速度。

摘要： 介绍了一种用于塔式太阳能发电的定日镜跟踪控制系统,该系统基于PSA太阳位置计算模型,采用矢量分析方法,通过对定日镜运动特性进行分析,建立了定日镜法线双轴跟踪运动控制方程.以S7-20O作为控制器,设计了定日镜法线跟踪控制程序,实现定日镜的精确控制.

摘要： 本文在简述太阳能热发电的基础上,阐述了塔式太阳能热发电系统的发展历程,介绍了塔式热发电的基本原理及其系统组成,着重分析了塔式热发电所涉及的关键技术,包括太阳热能定日镜、接收器及高温蓄热技术.指出塔式太阳能热发电在商业和技术上是最为潜力的一种发电系统,适合在我国优先开发,同时提出了发展我国塔式太阳能热力发电技术的一点建议.

摘要： 本发明公开了一种用于定日镜的反射镜支撑组件及包含该反射镜支撑组件的定日镜，所述反射镜支撑组件用于连接反射镜与镜架，其包括粘结上体、粘结下体、滑动轴承、连接杆、调整体、缓冲体、定位体，所述粘结上体与定日镜的反射镜固定连接，所述粘结下体与定日镜的镜架固定连接。本发明提供的用于定日镜的反射镜支撑组件可以降低反射镜在较大风抗作用下承受的应力，以避免反射镜因承受大应力而破损，并可保证定日镜在各种仰角追日工况下反射镜的面型与初始水平状态下保持相同，以提高反射镜的反射效率。

摘要： 本发明涉及一种定日镜装置，包括反射镜、反射镜支撑载体、连接座、仰角驱动器、方位角驱动器及立柱，所述反射镜固定设置于所述反射镜支撑载体上，所述反射镜支撑载体铰接于所述连接座上，通过所述仰角驱动器驱动所述反射镜支撑载体绕所述连接座进行仰角方向追日，所述连接座固定设置于所述方位角驱动器上，间接驱动所述反射镜支撑载体进行方位角追日；所述方位角驱动器铰接设置于所述立柱上，通过所述方位角驱动器上的第一机构配合所述立柱上的第二机构配合来调节所述反射镜的高度，使镜场中各所述反射镜趋于镜场设计的理论高度，从而保证各所述反射镜之间的光线遮挡量趋于最少，以提高镜场效率。

摘要： 本发明公开了一种小面积平面定日镜与大型汇聚式定日镜结合的镜场，用于塔式太阳能热发电定日镜场中，包括吸热器、小面积平面定日镜和大型汇聚式定日镜，所述小面积平面定日镜设置于距离所述吸热器较近区域内，所述大型汇聚式定日镜设置于距离所述吸热器较远区域内，且所述小面积平面定日镜的反射镜面积小于所述大型汇聚式定日镜的反射镜面积。本发明采用该结合方式的镜场既能实现高容错性、短建设工期、低运行维护成本，又能保证光斑质量。

摘要： 本发明公开了一种定日镜主梁焊接件自动上料设备及定日镜镜架自动组装生产线，该设备主要由两套对称的自动上料机构组成，自动上料机构包括：固定基座；水平方向往复驱动系统，水平方向往复驱动系统使可移动主梁托架升降系统在水平方向上移动；可移动主梁托架；可移动主梁托架升降系统与固定架固定连接，可移动主梁托架安装在可移动主梁托架升降系统上，以使可移动主梁托架在竖直方向上升降；固定主梁托架；固定主梁托架升降系统，安装在固定基座上，固定主梁托架安装在固定主梁托架升降系统上，以使固定主梁托架在竖直方向上升降；控制器，第一驱动部、可移动主梁托架升降系统、固定主梁托架升降系统与控制器电连接。

摘要： 本发明提供了一种用于塔式光热发电的定日镜与光伏板相结合的定日镜系统，包括：设置有若干排定日镜的定日镜场、用于控制定日镜的方位角和水平角的定日镜控制子系统、用于为所述定日镜控制子系统供电的光伏发电子系统；所述定日镜包括定日镜镜面主体、定日镜支柱；所述光伏发电子系统，包括光伏板、蓄电池组、充放电控制器；所述光伏板设置于所述定日镜镜面主体的背面；前排的定日镜镜面主体背面的光伏板用于接收被该述前排定日镜镜面主体背面遮挡的后排定日镜镜面主体正面反射的太阳光。本发明可以有效的减少定日镜场的遮挡效率损失，提升光热电站发电效率，有效的降低发电成本。

摘要： 本发明公开了一种定日镜镜架，包括：包括主梁、间隔设置在主梁上的若干副梁，所述副梁沿主梁中心轴线延伸方向固定于所述主梁之上，所述副梁上设置有若干个支撑块组件；所述支撑块组件包括支撑块、粘结片，所述支撑块通过所述粘结片与定日镜的反射面连接；每个所述支撑块的高度根据其在副梁上的位置进行设置，以使所述副梁上各支撑块的顶面中心连线呈弧形。本发明提供的定日镜镜架，在能保证定日镜曲面精度的同时，降低对副梁制造精度的要求，从而能够有效降低生产成本，提高制造加工效率。

摘要： 本发明公开了一种用于定日镜的反射镜支撑组件及包含该反射镜支撑组件的定日镜，所述反射镜支撑组件用于连接反射镜与镜架，其包括粘结上体、粘结下体、滑动轴承、连接杆、调整体、缓冲体、定位体，所述粘结上体与定日镜的反射镜固定连接，所述粘结下体与定日镜的镜架固定连接。本发明提供的用于定日镜的反射镜支撑组件可以降低反射镜在较大风抗作用下承受的应力，以避免反射镜因承受大应力而破损，并可保证定日镜在各种仰角追日工况下反射镜的面型与初始水平状态下保持相同，以提高反射镜的反射效率。

摘要： 本发明涉及一种定日镜装置，包括反射镜、反射镜支撑载体、连接座、仰角驱动器、方位角驱动器及立柱，所述反射镜固定设置于所述反射镜支撑载体上，所述反射镜支撑载体铰接于所述连接座上，通过所述仰角驱动器驱动所述反射镜支撑载体绕所述连接座进行仰角方向追日，所述连接座固定设置于所述方位角驱动器上，间接驱动所述反射镜支撑载体进行方位角追日；所述方位角驱动器铰接设置于所述立柱上，通过所述方位角驱动器上的第一机构配合所述立柱上的第二机构配合来调节所述反射镜的高度，使镜场中各所述反射镜趋于镜场设计的理论高度，从而保证各所述反射镜之间的光线遮挡量趋于最少，以提高镜场效率。

摘要： 本发明公开了一种小面积平面定日镜与大型汇聚式定日镜结合的镜场，用于塔式太阳能热发电定日镜场中，包括吸热器、小面积平面定日镜和大型汇聚式定日镜，所述小面积平面定日镜设置于距离所述吸热器较近区域内，所述大型汇聚式定日镜设置于距离所述吸热器较远区域内，且所述小面积平面定日镜的反射镜面积小于所述大型汇聚式定日镜的反射镜面积。本发明采用该结合方式的镜场既能实现高容错性、短建设工期、低运行维护成本，又能保证光斑质量。

摘要： 本实用新型提供了一种用于塔式太阳能热电站的定日镜镜体，包括反射面结构和若干粘结片，所述粘结片通过粘结层粘结于所述反射面结构上，且在所述反射面结构上呈阵列排布，所述粘结片与一镜子支架连接，所述反射面结构与粘结片之间还设有凸台，所述凸台用以确定反射面结构与粘结片之间的粘结层厚度。