[发明专利]用于太阳能聚光器的自主刻面和包括所述刻面的太阳能聚光器

说明书

本发明涉及一种用于太阳能聚光器(2)的自主自支撑刻面(1)，所述太阳能聚光器(2)集成了一个或多个传感器(4)以及任选地光伏功率模块(5)。所述刻面(1)以这样的方式进行设计：除了适于任何定日镜技术外，安装和维护的时间和成本由于其部件的结构简单性相比于其它已知刻面也得以最小化。本发明还涉及一种自主太阳能聚光器(2)，所述自主太阳能聚光器(2)包括作为其主要结构支撑件的基座(10)；聚光器控制单元(11)；驱动系统(12)，所述驱动系统(12)配置有天顶角和/或方位角旋转能力；和所描述的自主自支撑刻面(1)。

技术领域

本发明涉及一种用于太阳能聚光器的刻面，该刻面优选地适用于生成能量的太阳能聚光技术。更具体地，本发明涉及一种定日镜刻面，该定日镜刻面包括集成于刻面内侧的一个或多个自主追踪、校准或调整器具，以及用于向其提供自主功率源的辅助器具。

背景技术

自1980年代初以来，已设想了许多利用太阳能热集中的发电站的发展举措。这些技术主要基于通过太阳能聚光器的发电，诸如槽形抛物面集热器或定日镜。

目前，用于太阳能热发电的已知技术在性能、发电能力和成本可行性方面具有高要求。这是由于太阳能发电站所需的系统复杂性和多样性等原因，该太阳能发电站通常包括土建、基础、机械、液压、电气、电子和软件设备，这些设备的适当集成需要大量的安装和维护成本。

除上述原因外，太阳能热发电站所包括的元件通常具有高技术相互依赖性，这继而降低了其模块化和可扩展性。这意味着，在实际上，此类电站的每个安装项目必须进行单独设计以用于其实施和生产过程的研究和规划。此外，太阳能聚光技术要求其聚焦和追踪系统的高精度(例如，在塔式聚光器中)，该精度需要为此目的执行特定任务，诸如通过使刻面适当地倾斜和对其反射表面进行精细调整而减少光学误差(例如，定日镜的斜率误差效应)。这些操作在电站寿命期间周期性地执行，手动地逐个定日镜执行，并且对于其校准同样如此，以使它们适当地聚集太阳光并且将该太阳光反射朝向接收器。另一方面，太阳能场建设的最重要特征之一对应于定日镜之间的功率源和通信的布线沟渠和铺设的精心设计。其它主要成本为其中安装定日镜的重复平整低级的开发，和构成每个定日镜的刻面的组件和精确取向，其中其后续校准允许待反射的太阳能辐射尽可能聚焦至期望接收点。此外，定日镜的最先进斜率误差为约1.5mrad，这需要非常大的太阳能场(半径超过1500m)以达到约110MW的标称功率。

鉴于这些问题，因此期望的是具有自主太阳能聚光器，该自主太阳能聚光器避免了功率或通信线缆的需求，可以可扩展和模块化方式安装于生产电场中，无论其尺寸或具体特征，并且不需要额外独立工程、制造或安装的工作。还期望的是低于1mrad的更佳斜率误差和基础要求简化以减少成本。作为这种需求的部分解决方案，已提出了不同技术方法，诸如现有技术的专利申请WO 2005/098327、US 2010/300510 A1、US 2008/01 1288A1或ES2393095 A1中所描述的那些。

专利申请WO 2005/098327公开了通过使用附接至其结构的光伏模块而对定日镜供能，以及其通过无线通信系统的自主行为的可能性，从而消除了对于太阳能场布线的需求，但未减轻从具有多个刻面的定日镜的组装、倾斜、校准和维护所产生的问题。为减少校准的成本，本专利提出了利用CCD或CMOS视觉传感器，该视觉传感器将检测多个已知地方，这些地方将用于三角测量定日镜位置。然而，这个过程将传感器倾斜表面定位误差直接转化为追踪误差。因此，需要高精度的传感器和机械化的部件，这涉及高成本并且未避免周期性地校准太阳能场的需求。