[发明专利]基于多波段光源的太阳能热发电定日镜定位系统及方法

说明书

发明领域

本发明涉及太阳能发电领域，尤其涉及一种基于多波段人造光源的塔式太阳能热发电定日镜定位系统与方法。 

背景技术

塔式太阳能发电系统包括放置在接收塔上的吸热单元、接收塔周围地面上铺设多面的定日镜单元，计算机控制子系统和跟踪传动机构。计算机控制系统控制该些定日镜单元自动跟踪太阳，并将太阳的光线反射到位于接收塔顶部的吸热装置，使其中的介质沸腾，由此所产生的蒸汽来驱动汽轮发电机，进而实现发电的功效。因此，当太阳轨迹随着时间变化时，必须精确控制定日镜的转动角度以跟踪太阳的变化，从而实现对太阳能资源的高效利用。 

对定日镜的控制是通过计算机控制系统输入定日镜坐标参数后，通过追日算法计算出定日镜应该旋转的角度而实现的。但由于定日镜的制造和安装存在诸多误差，这样的方法得到的定日镜坐标也不精确，从而使光斑发生大范围偏移。因此，定日镜坐标参数的精确程度直接关系到其追日的准确度，进而极大影响热发电的效率。 

目前对定日镜定位主要有两种方法： 

一是美国专利US4564275及中国专利CN102116604所提到的，控制定日镜将光反射至接收塔上的白板上，然后利用白板对面的摄像机对白板上的光斑成像，通过图像处理技术测量实际光斑与白板中央点偏差，然后利用计算机修正定日镜单元参数，使其将光斑投射至白板中心点。该种定位方法操作比较简单，成本低廉，但最大的问题在于定位效率太低，对于成千上万面镜子的定位显然不合适。

二是美国eSolar公司专利US20090107485所提到的，利用镜场周围的摄像机，产生多个定日镜反射的阳光图像获取定位样本，然后通过参数估计的方法得到定日镜的参数。该种定位方法的问题主要在于图像处理系统复杂，光斑搜索时间较长，且光源只有一个即太阳，获取样本需要隔一段时间，因此效率也不是很高。 

发明内容

为解决塔式太阳能热发电中定日镜定位效率低下，定位系统复杂的缺点，本发明提供一种基于多波段人造光源的定日镜定位系统 

为解决塔式太阳能热发电中定日镜定位效率低下，定位系统复杂的缺点，本发明提供一种基于多波段人造光源的定日镜定位方法。

一种基于多波段光源的太阳能热发电定日镜定位系统，包括： 

定日镜场：其包括用于将太阳光反射到接收塔上吸热装置的多面定日镜单元，所述多面定日镜单元分为至少两个区域；

    至少两个人造光源：所述至少两个人造光源位于不同波段；

    传感装置：用于接收位于不同波段的人造光源被定日镜单元照射在其上的光斑信息；

    计算机控制子系统：用于根据传感装置传送信息获得若干组定日镜单元的定位样本，根据样本估取当前定日镜单元中心点的精确坐标。

一种基于多波段光源的太阳能热发电定日镜定位方法，包括： 

将定日镜场分成多个区域，并在镜场中设置不同波段的至少两个人造光源；

计算机控制子系统控制一定日镜单元的调整信息，使得传感装置检测到该定日镜单元反射所选定的人造光源光斑位于其中心区域，后将包括该调整信息在内的信息存储为该定日镜单元的样本信息；

调整包括不同波长人造光源为当前光源在内的信息，获得多个样本信息；

估算出该定日镜单元的参数；

根据该定日镜单元的参数计算出将太阳光光斑精确投射至接收塔上的吸热单元时定日镜单元角度配置  ，旋转定日镜至该角度，使得光斑投射至接收塔上的吸热单元，从而完成该定日镜单元的校正。

较佳地，基于多波段人造光源的定日镜定位系统主要包括设置在镜场四个区域的四种不同颜色的人造光源，位于接收塔下方的四组色敏传感器阵列以及用于光斑处理、定日镜控制和参数估计的服务器。 

基于多波段人造光源的定日镜定位方法，包括同时转动每个区域的一块定日镜至相应色敏传感器阵列板获取一组定位样本，交叉选取光源反射获取多组样本，根据样本获取定日镜中心点的精确坐标。 

与现有技术相比，本发明具有以下优点： 

首先，本发明可以通过设定多波段光源，做为选定的准光源，提高定日镜单元将太阳光光班投射至接收塔的吸热单元上的准确性。

接着，多面定日镜单元分为至少两个区域，在镜场的每个区域设置具有一种波长的人造光源，在镜场的每个区域设置一传感装置，同时转动每个区域的一块定日镜至相应色敏传感器阵列板获取一组定位样本，交叉选取光源反射获取多组样本，根据样本获取定日镜中心点的精确坐标，大大提高定位的效率。 

附图说明