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塔式

塔式光熱發(fā)電定日鏡的跟蹤控制方法概述

發(fā)布者：崔海朋 | 來源：CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 2評論 | 12129查看 | 2013-07-30 09:16:00

　　CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道：塔式太陽能熱電廠接收塔的周圍一般是數(shù)千到數(shù)萬面的日光反射鏡。這些反射鏡的控制精度直接影響著接收塔的效率。從控制學(xué)上分，簡單的可以分為兩類：一類是開環(huán)控制；另一類是閉環(huán)控制。

一、開環(huán)控制

（1）全開環(huán)控制

　　控制器（PLC，計(jì)算機(jī)或者其它控制設(shè)備）根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩硇畔⒑蜁r(shí)間計(jì)算出太陽的高度角和方位角，再計(jì)算出日光反射鏡將太陽光線始終反射到太陽光接收塔上應(yīng)該轉(zhuǎn)動的高度角和方位角；然后，通過驅(qū)動機(jī)電裝置等實(shí)現(xiàn)太陽的跟蹤。

　　該方法需要高精度的機(jī)械裝置和執(zhí)行裝置，成本較高。并且，對機(jī)電轉(zhuǎn)動裝置誤差以及其它干擾不易消除，因此，當(dāng)日光反射鏡距離接收塔的距離較遠(yuǎn)時(shí)，控制很難達(dá)到最佳。

（2）開環(huán)控制輔助定期校正

　　控制方法基本上同全開環(huán)控制相同。只是為了克服太陽軌跡計(jì)算誤差、機(jī)電轉(zhuǎn)動裝置誤差等加入了定期校正的方法。一般是采用光斑成像技術(shù)和圖像識別技術(shù)，定時(shí)對指定的某塊日光反射鏡進(jìn)行校正。

　　由于某個(gè)時(shí)刻只能對單一的反射鏡進(jìn)行校正，當(dāng)鏡場面積太大，就會存在成本高，校正周期長、技術(shù)復(fù)雜等問題。也有公司提出了人造光源進(jìn)行定期校正的方法，實(shí)現(xiàn)了小功率低成本的校正。但實(shí)際工程化應(yīng)用尚待驗(yàn)證。

二、閉環(huán)控制

（1）光斑閉環(huán)控制

　　通過檢測日光反射鏡在在太陽光能量接收器上的光斑的位置和設(shè)定的光斑位置之間的偏差作為反饋，來調(diào)整日光反射鏡的雙軸轉(zhuǎn)動角度，直到誤差到允許的范圍之內(nèi)，這樣的控制過程由于有反饋信號存在，因此可以實(shí)現(xiàn)較精準(zhǔn)的控制。

　　但是，太陽光接收器上的光斑是由成千上萬片反射鏡的光斑組成的，對于某個(gè)鏡子的光斑識別很困難。而且，該系統(tǒng)成本也比較高，也難以實(shí)現(xiàn)。

（2）其它閉環(huán)

　　2010年浙江中控太陽能技術(shù)有限公司提出了一種基于參照鏡的閉環(huán)控制方法。該方法每個(gè)反射鏡增加了一一對應(yīng)的參照鏡、光電跟蹤器。通過獲得參照鏡的反射光線在光電跟蹤器上的位置來調(diào)整反射鏡的角度。該方法成本較低，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)校正。

　　此外，還有通過其它方法來進(jìn)行閉環(huán)的方法，有基于光學(xué)的，也有基于其它方式的。筆者也希望，盡快研究出成熟可靠的方式來實(shí)現(xiàn)塔式反射鏡的精確跟蹤，為塔式的大規(guī)模工程化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

注：本文作者系CSPPLAZA特約通訊員崔海朋，在此致謝！

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