[发明专利]塔式太阳能用定日镜镜面发射率和洁净程度检测方法

说明书

本发明公开了一种塔式太阳能用定日镜镜面发射率和洁净程度检测方法。晴朗夜晚用温度传感器记录定日镜镜面温度，红外热像仪拍摄定日镜镜面的红外图像；计算辐射温度，计算得定日镜镜面的发射率；夜晚用温度传感器记录热像仪拍摄时定日镜温度，红外热像仪拍摄定日镜镜面的红外图像，计算辐射温度；预先铺设不同种类的灰尘采集获得辐射温度和环境温度，并拟合计算获得发射率与灰尘重量之间关系式；根据关系式获得待测定日镜镜面上灰尘的重量。本发明发射率检测方法能够在户外测量定日镜镜面发射率；效率高，适用于大量定日镜测量；能在夜晚检测镜面洁净程度，不会影响塔式太阳能发电站发电效率，降低了定日镜镜面洁净程度的检测成本。

技术领域

本发明涉及太阳能光热发电领域，特别涉及了一种塔式太阳能用定日镜镜面发射率和洁净程度检测方法。

背景技术

太阳能作为一种情节的可再生能源以其能量巨大、持久和环境友好等特点得到越来越的应用，目前利用太阳能主流发电系统分为两种：一是太阳能光伏发电，二是太阳能热发电。太阳能热发电以聚光式为主，主要包括：塔式、槽式和碟式等。

塔式太阳能热发电系统一般由吸热塔、定日镜阵列、发电机组和储热罐等四个主要部分组成。定日镜阵列属于光热电站系统中的聚光集热子系统。定日镜是一种由镜面(反射镜)、镜架(支撑结构)、跟踪控制系统、跟踪传动机构等组成的聚光装置，用于跟踪接收到聚集反射太阳光线至接收塔顶部的集热器，是塔式太阳能热发电站的主要核心技术和装置。吸热塔属于光热电站系统中的集热子系统，它将定日镜所捕捉、反射、聚焦的太阳能直接转化为可利用的高温热能，为发电机组提供动力源，从而实现热发电。

定日镜镜面的洁净程度一直是影响光热电站发电效率的首要因素。因为镜面洁净程度的下降，就会使得从镜面反射的光线减少，聚光倍数的减少使产热能力下降，最终会影响到汽轮机发电机组的运行效率。目前绝大多数光热电站都采用定期清洁定日镜面的方法去清除定日镜面的积尘。但定期清洁的方法脱离了定日镜面实际的洁净程度，会使光热电站的发电效率得不到保证。所以需要一种能够检测定日镜面洁净程度的方法来指导清洗周期。

现有的技术中通常使用在白天，用定日镜反射太阳光至靶面，用CCD采集靶面的亮度信息，根据靶面亮度判断定日镜镜面的清洁程度。这种在白天塔式发电站运行期间进行检测定日镜面洁净程度的方式，存在影响发电效率的问题。

利用辐射测温仪测量物体材料表面温度时，发射率是表征其辐射特性的物理量，是重要的热物理参数之一。使用不同发射率设置的热像仪测量同一被测物体表面，会因为发射率设置的不同导致测温结果不同；使用同一发射率设置的热像仪测量不同被测物体表面，会因为不同被测物体表面的热物理特性不同导致测温结果不同。因此，洁净镜面与附着灰尘的镜面相比，两者表面的热物理特性不同，即发射率不同，在同一条件下热像仪的测量结果会产生差异。因此需要一种户外塔式太阳能定日镜镜面发射率的测量方法，建立发射率-灰尘量拟合公式，并以此作为塔式太阳能定日镜镜面洁净程度的测量方法。

现有的发射率测量方法，按照原理的不同可以分为稳态量热法、整体黑体法、积分球反射计法等。

稳态法：Worthing提出了灯丝加热法测量材料半球发射率，是稳态法较为典型的应用。但这种方法样品的制作工艺很复杂，而且测试速度较慢，但是通用性很好，精度也不错，在实际应用中有较为普遍。

整体黑体法，其测试原理：将样品与参考黑体作为一个整体，参考黑体为样品表面的一个孔，将孔底部的能量作为参考黑体的能量，这要求样品具有一定的厚度。从发射率的定义出发，样品表面的能量与孔底部能量的比值即可计算出材料的发射率。