[实用新型]塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹的控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能热发电技术，具体地说，是涉及一种塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹的控制装置。

背景技术

传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够随意利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，假如把地球表面0.1％的太阳能转为电能，转变率5％，每年发电量可达5.6×1012千瓦小时，相当于目前全世界能耗的40倍。

据《1999白皮书，中国新能源与可再生能源》介绍，我国属太阳能资源丰富的国家之一，辐射总量在3340～8400MJ/平方米·年之间，中间值为5852MJ/平方米·年，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时，陆地面积每年接受的太阳辐射能相当于24000亿吨标准煤，约等于数万个三峡工程发电量的总和。开发和利用太阳能对中国经济社会走可持续发展之路和保护生态环境以及解决偏远地区无电人口和某些特殊用途都具有重大的战略意义：

(1)太阳能是人类社会未来能源的基石之一，是大量燃用的化石能源最好的替代能源。

(2)太阳资源丰富，是清洁干净、无污染的可再生能源。

(3)解决偏远地区无电人口和某些特殊用途。

太阳能热发电系统，不耗用化石能源，无污染物排放，是与生态环境和谐的清洁能源利用系统。目前槽式、塔式和碟式太阳能热发电系统同样受到世界各国的重视，并正在积极开展工作。而塔式系统以其规模大、热损耗小和温度高等特点已初步显露出优势。

塔式太阳能热电站(即塔式太阳能热发电系统)主要由聚光系统，吸/换热系统，储热系统和发电系统四部分组成，其中聚光系统的效率及其成本很大程度上影响热电站的性价比，是构建太阳能热电站中需要着重考虑的因素。聚光系统主要由定日镜和集热器组成；定日镜的作用是收集太阳辐射能并将其汇聚到集热器处，它由按一定方式排列的可绕双轴跟踪的定日镜组成，每个定日镜通过绕轴转动跟踪太阳并将辐射到其表面的太阳能反射到塔顶集热器，完成聚光(即聚热)的目的。

塔式太阳能热发电系统采用光—热—电转化的工艺路线，即先将太阳能转化为热能，再将热能转化为电能。通过太阳能分级分段加热，先采用普通太阳能集热器使水低段加热，再由聚光式太阳能集热器加热至中温，再由跟踪聚光式太阳能高温加热器加热至高温。由高温蒸汽驱动汽轮发电机进行发电，实现高效热电转换。能量转换过程为：太阳能→热能→机械能→电能。主要的工作过程是，通过多面定日镜收集太阳能，集中反射到塔炉的顶部的集热器上，热传输系统以良好的效率将集热系统所收集的热量通过热交换系统转到储热介质，再次通过热交换将储热介质的热量传给做功介质，介质带动汽轮机做功发电。

热效率主要取决于集热效率，热交换效率，散热损失和朗肯循环热效率，其中集热效率和朗肯循环热效率占主导因素。

综上，无论从聚光系统的效率、集热效率方面考虑，还是从整个电站的成本角度考虑，在塔式太阳能热电站中的核心部分，就是如何使定日镜精确地自动跟踪太阳转动，使辐射到其表面的太阳能量最大化。现有技术中，都是把定日镜运动轨迹的运算集中到智能执行机构或者就地的PLC中，其智能性存在较大的局限，完成的功能也是有局限的，所以控制精度是很低的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹的控制装置。本实用新型可以使定日镜精确的全自动跟踪太阳运行轨迹，使辐射到定日镜表面的太阳能量最大化，提高聚光系统的聚热效率。

为解决上述技术问题，通过以下技术方案来实现。塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹的控制装置。其构成包括DPU控制器、传动执行机构和DCS模件，传动执行机构与定日镜连接，DPU控制器与传动执行机构相连接并通过DCS模件与传动执行机构之间进行数据传输。

上述的塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹的控制装置，还包括一个操作员站计算机，该计算机与DPU控制器相连接并实时对时。

前述的塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹的控制装置中，DPU控制器是通过网关与操作员站计算机相连接。