[发明专利]塔式太阳能热发电系统的聚光瞄准装置

说明书

技术领域

本发明涉及塔式太阳能热发电系统，具体地说是塔式太阳能热发电系统的聚光瞄准 装置。

背景技术

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，其中聚光系统包括反射镜、支撑结构、传动装置和跟踪控制系统。一个大型塔 式太阳能发电站需要成千上万套定日镜，其成本要占据发电站建设总成本的一半以上， 而传动装置是定日镜中最关键也是成本最高的部件。定日镜和跟踪控制系统的效率及其 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。

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。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。

专利名称：太阳能塔式聚焦高温集热蒸汽锅炉一汽轮机发电装置，专利申请号： 200710137412.X，公开了一种太阳能塔式聚焦高温集热蒸汽锅炉一汽轮机发电装置，根 据具体地形布置和热需求量建一高塔，塔顶安装太阳能蒸汽锅炉。在高塔周围的地面上， 排列安装n个各由平面反光板、太阳追踪传感器及其控制机构组成的太阳能集热单元(专 利申请号：200720147395.3，专利名称：《一种自动跟踪太阳的球面聚焦集热器》，把该 装置的球面聚焦集热器改作平面集热板，其余机构不变)。在阳光下，各太阳能集热单 元各自自动跟踪太阳(专利申请号：200720147527.2，专利名称：《一种五级自动测光 的太阳追踪传感器》，稍作改动)，使得把不同位置的太阳光线均反射到焦点处-太阳能 蒸汽锅炉周围。

专利名称：太阳能聚光器，专利号：200720194506.6公开了一种独臂式支撑的聚光 器，它包括反射镜和支撑运转结构。

专利名称：一种定日镜传动装置，专利号：200820122275.2公开了一种容易装配的 定日镜传动装置。

专利名称：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，专利号： 200820108771.2公开了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， 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。

塔式太阳能热发电系统已经经历了三十年的发展，但在现实生活中却仍然很少被应 用。主要是因为反射光瞄准聚焦目标太困难。现有技术中都是使用空间几何方法计算反 射镜的角度，由于太阳的东升西落，在地球上的不同位置太阳的角度也不一样，使用现 有的空间几何方法计算反射镜角度的变化，其数学模型特别复杂，技术要求也高，特别 是一个地区计算后数据并不能应用在其他地方的塔式太阳能热发电系统上，因此大规模 产业化有很大困难。

发明内容

本所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种塔式太阳能热发电系统 的聚光瞄准装置，克服了以往采用空间几何方法计算反射镜聚焦角度中数学模型特别复 杂，技术要求高，难以大规模产业化的技术难题。