[发明专利]一种水上定日镜追光系统及其追光方法

说明书

本发明涉及一种水上定日镜追光系统及其追光方法，包括水上定日镜追光系统，包括中心塔、设置于中心塔的塔顶的接收定日镜反射太阳光的二次聚光装置、围绕中心塔的至少一个漂浮单元、中央处理器和感应判断装置；漂浮单元包括平面桁架、固定于平面桁架下部的浮块以及设置于平面桁架上表面的支撑装置；所述支撑装置包括用于承接定日镜的承接桁架框以及驱动承接桁架框实现角度调整的动力机构；感应判断装置包括固定于定日镜上端面中部的光线感应器、角度感应器以及固定于定日镜上端面的若干光线判断器。

技术领域

本发明涉及一种水上定日镜追光系统及其追光方法，属于太阳能发电领域。

背景技术

随着化石燃料的不断燃烧，人类可利用的常规能源越来越少，并且化石能源的使用会伴随有害气体的排放，使人类生存的生态环境遭到严重的破坏，严重威胁着人类的安全和生存。为了保护人类赖以生存的生态环境，必须采取措施减少化石能源的耗用大力开发清洁、干净的新能源和可再生能源，走绿色能源道路。

太阳能是世界上最丰富的永久能源。太阳能光热发电是太阳能利用的主要方式之一，配备储热系统的太阳能光热电站可以实现连续稳定的电力输出，尤其夜间不间断的电力输出。太阳能光热发电技术主要有塔式技术、槽式技术、蝶式技术、线性菲涅尔技术等技术流派，其中塔式技术具有高聚光比，可以实现更高的介质温度和蒸气温度，发电效率显著提高。塔式技术主要包括定日镜和中心塔。现有的塔式太阳能光热电站主要建设在陆地上，其缺陷在于：1、地势起伏，影响光热电站的建设规模和发电效率；2、定日镜场排布方式需要考虑中心塔的阴影遮挡，排布不够紧凑；3、定日镜场采用单独双轴追光装置，跟踪成本较高；4、水资源调用成本较高；5、追光不够准确。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种水上定日镜追光系统及其追光方法，该水上定日镜追光系统及其追光方法能更准确地自动跟踪太阳光线入射方位角和仰角的变化，使得太阳光反射率的最大化。

本发明的技术方案如下：

一种水上定日镜追光系统，包括中心塔、设置于中心塔的塔顶的接收定日镜反射太阳光的二次聚光装置、围绕中心塔的至少一个漂浮单元、中央处理器和感应判断装置；漂浮单元包括平面桁架、固定于平面桁架下部的浮块以及设置于平面桁架上表面的支撑装置；所述支撑装置包括用于承接定日镜的承接桁架框以及驱动承接桁架框实现角度调整的动力机构；感应判断装置包括固定于定日镜上端面中部的光线感应器、角度感应器以及固定于定日镜上端面的若干光线判断器；所述光线感应器包括一刻度盘和一指针；指针下端固定于刻度盘上端面；指针与刻度盘平面呈夹角设置；太阳光照射下指针在刻度盘上形成投影；所述光线判断器包括电信号连接的摄像头和中心处理器；所述摄像头获取光线感应器的指针投影在刻度盘上的图像信息，并将该信息发送给中心处理器；中心处理器与角度感应器电信号连接；角度感应器将测量出的定日镜的角度信息传输给中心处理器；中央处理器分别与中心处理器、动力机构电信号连接；中央处理器接收中心处理器的承接桁架框调整信号判断后得出中值并控制动力机构工作。

其中，所述二次聚光装置包括固定框架以及设置于固定框架内的下凹的凹形发射镜；凹形发射镜内表面设置有环状的凸起结构，定日镜将太阳光射入凹形发射镜内表面，经凸起结构折射后光线聚集于中心塔内的集热器。

一种水上定日镜追光系统的追光方法，包括上述的水上定日镜追光系统；步骤如下：

S1：光线判定器的摄像头采集光线感应器图像信息，传输给中心处理器，角度测量器测出定日镜相对于中心塔底端的方位角γ_D和倾角α_D，从而确定当前定日镜的单位法向量传输给中心处理器；

S2：中心处理器将图像信息中指针在刻度盘上投影的长短和方向信息结合定日镜相对于中心塔底端的方位角γ_D和倾角α_D与标准图像信息比对，得出此时太阳的高度角α_S和方位角γ_S；中心处理器计算定日镜需要的调整信息数据；