[发明专利]一种可有效降低镜场风抗的防风装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防风装置及方法，尤其涉及一种可有效降低太阳能定日镜镜场风抗的防风装置及其方法。

背景技术

塔式太阳能热发电技术是一种先进、高效的发电技术，因其能提供可靠、相对高效的绿色清洁替代能源而逐渐被人们关注。与国外相比，我国的太阳能热发电技术一直处于落后状态，但近几年来，国内多家企业和科研机构加强了这方面的研究。目前，大力发展塔式太阳能热发电技术已被列入国家中长期科学和技术发展规划的重要研究任务中。

定日镜是太阳能热发电系统中能量转化过程中非常重要的设备。在定日镜场中，通常密集布置了成千上万个定日镜，而每个定日镜由镜面、镜架、跟踪传动机构及其控制系统等组成，用于跟踪接收并反射太阳光进入位于接收塔顶部的集热器内。其中传动部件在保证镜面聚光定位精度高，机械强度大的前提下，保持定日镜运行稳定，一般传动部件在定日镜成本中大约占了其总成本的50%，是直接导致定日镜的单价成本较高的主要因素。目前实际建成的定日镜场中主要存在的问题：

第一，定日镜场没有防风功能的装置，导致定日镜用钢量增加，对定日镜传动部件和镜架的刚性要求提高，同时增加了定日镜的制造成本。

第二，一般定日镜场都建设在高原沙漠的偏僻地带，没有防风装置的镜场内定日镜表面的灰尘较多，受风沙影响较大，不仅使镜场边缘定日镜的稳定性降低，而且定日镜反射光斑的能量也会因此而减少，这将导致定日镜使用寿命缩短，以及定日镜清洗频率提高，增加定日镜的维护成本。

第三，专利WO2012014153A2公开一种控制太阳跟踪系统降低风抗的方法，通过利用将镜场中的边缘定日镜调整到挡风状态来实现降低整个镜场风抗的目的。所述方法不仅防风成本投入过大，不利于镜场运营，而且防风效果也不理想，不利于推广使用。

总之，随着定日镜镜场的不断优化过程，对定日镜的防风装置的设置势在必行，因此一种低成本、高性能的防风装置的发明对于解决上述问题具有重大意义。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种可有效降低镜场风抗的防风装置，能够有效减少定日镜表面因风力带来的载荷，降低传动部件成本，从而降低定日镜及定日镜场的造价。

本发明的第二目的在于提供一种可有效降低镜场风抗的防风方法，通过选择设置防风装置与定日镜镜场的距离以及防风装置的高度，进一步地减少定日镜表面因风力带来的载荷，降低传动部件成本，降低定日镜及定日镜场的造价。

为了实现上述第一目的，本发明提供了一种可有效降低镜场风抗的防风装置，所述防风装置环绕设置在一定日镜镜场周围，包括若干立柱、网格状支架以及防风抑尘网，其中，所述若干立柱固定连接所述网格状支架，并垂直固定在地面上，将所述网格状支架垂直支撑在地面上，在所述网格状支架上固定覆盖有至少一层的防风抑尘网。

作为优选地，所述防风抑尘网的开孔率为20%-40%。

作为优选地，所述立柱的高度高出所述网格状支架10cm。

较佳地，所述防风装置采用两层的防风抑尘网。

作为优选地，设定所述网格状支架的高度与所述防风装置到镜场边缘定日镜的距离，使所述定日镜镜场中定日镜受到风抗合力矩在传动部件承载范围内。

为了实现上述第二目的，本发明还提供了一种可有效降低镜场风抗的防风方法，利用上述的一种可有效降低镜场风抗的防风装置进行防风，包括以下步骤：

S1：预设所述定日镜镜场的定日镜面积为S、所述网格状支架的高度H0、平均风速V，在所述防风装置到镜场边缘定日镜的距离L方向上等间隔地取得若干位置点，分别测出在所述若干位置点上设置所述防风装置后，镜场边缘定日镜所承受的风抗合力矩M；

S2：改变所述若干位置点的所述网格状支架的高度至H1，分别测出在所述若干位置点上设置所述防风装置后，镜场边缘定日镜所承受的风抗合力矩M；

S3：等量改变所述网格状支架的高度并重复S2中的方法，依次测出防风装置高度为H2=2H1-H0，H3=3H1-2H0，H4=4H1-3H0……时，在所述若干位置点上设置所述防风装置后，镜场边缘定日镜所承受的风抗合力矩M；

S4：通过将S1-S3得到的风抗合力矩M，比较得出所述网格状支架的最优高度以及所述防风装置到镜场边缘定日镜的最优距离。

作为优选地，S1中还包括，得出所述网格状支架的高度为H0时，所述镜场边缘定日镜所承受的风抗合力矩M随所述防风装置到镜场边缘定日镜的距离L变化的点阵图。