[发明专利]一种塔式定日镜控制系统及方法

权利要求书

1.一种塔式定日镜控制系统，其特征在于，包括：多个定日镜组件、定日镜就地控制装置、吸热器以及镜场控制子系统；

多个定日镜组件分别安装在镜场的预设位置，并在水平及俯仰方向上均旋转，跟踪太阳；

吸热器的位置与定日镜组件位置相匹配，镜场控制子系统或定日镜就地控制装置通过液压传动装置控制定日镜组件运行，根据镜子与吸热器之间的相对位置，以及太阳在经度和纬度方向运动的高度角和方位角，将定日镜组件跟踪过程中的高度角和方位角的位置值，分别按照设定的纬度函数X(t)和经度函数Y(t)进行比较，控制定日镜组件跟踪太阳，同时将光斑反射到吸热器上。

2.根据权利要求1所述的塔式定日镜控制系统，其特征在于，

定日镜就地控制装置和镜场控制子系统分别用于计算太阳高度角，以水平为0度角，由公式⑴计算：

太阳方位角，以正南为0度角，由公式⑵计算：

其中：

h：太阳高度角；

A：太阳方位角；

δ：太阳赤纬角，由公式⑶计算；

δ＝23.45×sin(360×(284+n)/365) ⑶

n:积日，一年中的天数，从1月1日到要计算日的天数，即计算日的日期在当年内的顺序号；

地理纬度；

τ:太阳时角，与时间关系为15°/h，由公式⑷计算；

τ＝15×(ST-12) ⑷

ST为真太阳时，以24小时计，故上午为负值，下午为正值。

3.根据权利要求2所述的塔式定日镜控制系统，其特征在于，

镜场控制子系统还用于定义：塔高为Z，镜中心线高T1，塔到定日镜组件的长度为X，塔到定日镜组件的宽度距离为Y；

定日镜组件法线的高度角H1由公式⑸计算；

Tan(Hl)＝(Z-Tl)/X ⑸

定日镜组件法线的方位角Al由公式⑹计算；

Tan(Al)＝Y/X ⑹

由于反射角是法线另一侧，则：

镜子的实际纬度函数：X(t)＝(h+Hl)/2 ⑺

镜子的实际经度函数：Y(t)＝(A+Al)/2 ⑻。

4.根据权利要求1所述的塔式定日镜控制系统，其特征在于，

镜场控制子系统包含多个PLC机柜控制模块，一个服务器机柜以及监控站；

PLC机柜中安装PLC控制模块及光纤收发器，服务器机柜安装互为冗余的两台服务器和交换机；监控站配备监控主机；

镜场的四个象限区各安装了一个气象站，在镜场中心的正北和正南方向各安装一个气象站；

气象站获取气象数据；气象数据包括：热量、日射强度、太阳方位角及仰角、风速、温湿度、大气压力、雨量以及能见度。

5.根据权利要求4所述的塔式定日镜控制系统，其特征在于，

在光塔中上部布置有两层校准区；

定日镜组件反射的光斑投射到校准区的预设位置，然后用摄像机实时拍摄，定日镜组件反射光斑投射到校准区预设位置的全过程，并实时传输到镜场控制子系统，进行图像处理后供校准用。

6.根据权利要求5所述的塔式定日镜控制系统，其特征在于，

光塔圆周按间隔45°，安装八个就地机柜和八台摄像机，电子间安装有一面摄像系统控制机柜；

吸热器的每屏均安装有十个温热电偶，每象限均安装有一台红外线测温仪，用于感应吸热器的金属壁温；

镜场控制子系统设有GPS时钟模块，通过NTP网络实现对GPS时钟模块校核时间，

为系统中所有设备配置时间数据。

7.根据权利要求1所述的塔式定日镜控制系统，其特征在于，

镜场控制子系统使用地心坐标作为定日镜组件的位置状态，控制定日镜组件的移动位置；设置地心坐标中的北纬为正，西经为正。