[发明专利]一种太阳能积聚反射镜面快速性能测评装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于太阳能积聚反射镜快速性能测评装置及方法，主要涉及玻璃工业和太阳能新能源领域。

背景技术

近年来，随着煤炭、石油等一次性能源越来越枯竭，加上温室效应和环境污染对人类的影响越来越大，低碳环保的理念越来越深入人心，如水能、风能、太阳能、潮汐能、核能等绿色可再生资源的应用开发越来越引起人们的重视，特别是太阳能的应用也日益广泛，除了像硅太阳能电池，太阳能热水器，太阳灶等传统应用外，太阳能发电被人们日益广泛的应用。聚光型太阳热发电（CSP）和太阳光发电（PV）除了以太阳电磁波为能量源这一点之外，是完全不同的发电技术。 

CSP一般利用反射镜“聚集”太阳热，然后将水转变成高温高压水蒸气，利用水蒸汽转动蒸汽轮机进行发电。由于大部分系统即使不使用最先进的技术也能实现，因此导入成本从刚开始就比较低，也很容易实现规模效益（Scale Merit）。因此，在日照强度较高的低纬度地区，发电规模超过几十MW的大规模系统中，以前基本采用CSP。最近，特别是在美国，发电规模的扩大正日益加速，许多输出功率高达几百MW的巨大发电站的建设计划也纷纷面世。 

CSP还具有许多PV无法比拟的特点。比如，与火力发电站并设并共用配管系统和涡轮机、可将白天用不完的热储存在熔融盐中用于夜间发电。最近，实现技术的选项也日益增多。除了使用多个平面镜的“塔式”之外，还出现了通过每面反射镜聚光加热热介质的“槽式（Trough）”、利用热直接驱动斯特林发动机（Stirling Engine）的“碟式（Dish Engine）”等。

CSP技术尽管有各种不同的类型，但有一点是相同的，那就是都需要有一个反射镜来将阳光积聚起来。影响太阳光积聚能量的因素有三个：一是积聚面的面积，面积越大积聚在一个小区域当中的能量就越大；二是反射面的反射率，反射率越高意味着阳光被反射面吸收得越少，才能获得较高的光能转换效率；还有一个就是反射面曲面的精度。只有保证精度，才能让光能通过反射被尽量集中在一个小区域中，这样才能在局部获得较高的精度。

从反射面的材料上来分，常见的反射材料可分为反射膜和玻璃镜面两种，显然发射膜非常柔软，可以贴附到任意形状的表面，但相对来说反射率比较低一些；玻璃镜面是通过在玻璃表面镀上一层银来构成反射层，反射率非常高，因而是理想的反射材料。但是从加工工艺上来看，平板玻璃相对来说工艺比较成熟，而曲面玻璃则相对来说比较难实现，因此有一些比较大的太阳光反射镜采用了马赛克的工艺，也就是说在曲面上贴上许多很小的平板玻璃块，从实质上说就是用小的正方形、圆形或者其他形状的小平面块去近似表示一个曲面。但这样的方式实现会带来两个缺点：1.反射面由很多小块组成，而这些小块需要逐个贴装到曲面的表面，工艺上相对麻烦2.小块与小块直接会存在缝隙，这些缝隙无法很好的对阳光反射，降低了反射面的总有效面积。3.由于是用一个个小平面镜去近似一个曲面反射镜，使得光线不能会聚在点上，实际是会聚在一个小区域中，降低了系统的热效率。显然，采用直接曲面成型的镀银反射镜应该是一个理想的选择，但由于工艺所限，往往会存在一定的次品率。如何快速准确的对曲面镜面进行质量检验是一个非常重要的问题。要对曲面的性能进行测试，不外乎两种方法，一种是直接法，就是直接测试反射曲面的会聚性能。一种是间接法，通过精确测试曲面镜的曲面几何尺寸，并和理论值进行比较，对镜面的加工精度和会聚性能进行评估。间接法可采用各种高精度的几何尺寸检测方式，例如三坐标测量机和激光跟踪仪等，测试的精度比较高，但这些高精度的测试设备，价格十分昂贵，而且测量的速度比较慢，由于要进行世界坐标和工件坐标的复杂转换，后期处理工作也较为复杂，无法满足实时在线检测的要求。一种用于太阳能反射镜面快速性能评估装置及检测方法，采用直接测量的方法，用一组平行激光模拟照射到太阳能反射镜面，并利用机械扫描的方式来多反射面区域进行扫描，通过检测这些平行光在会聚平面上的成像特性来快速检测太阳能反射面的会聚性能，能够很好的满足实时检测的要求。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种太阳能积聚反射镜快速性能评测装置和方法，能对太阳能反射镜性能进行快速检测和评估。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：