[發明專利]基于分時競爭機制的日光定向反射控制裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201310361245.2
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103471265A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 高椿明;劉浩;呂奇;左笑塵;龔艷麗;黃紅玲
• 申請（專利權）人: 高椿明
• 主分類號: F24J2/38
• 分類號: F24J2/38;F24J2/40
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本發明涉及基于分時競爭機制的日光定向反射控制裝置及控制方法。

背景技術

隨著世界能源危機愈加嚴重，太陽能光熱發電越來越受到重視，其發電方式主要分為碟式、槽式和塔式三種，與槽式和碟式太陽能熱發電方式相比，塔式太陽能熱發電具有集中度高、聚光倍率高、容量擴充成本低等技術優勢。塔式太陽能發電是通過多組定日鏡和跟蹤系統將不同方向入射的陽光反射到固定的塔式集熱裝置中，再將收集的熱能轉換為電能。陽光定向反射裝置將陽光反射到集熱器的效率直接影響塔式太陽能發電系統的發電效率。

目前的塔式太陽能發電定向反射裝置有多種控制方式，其中采用閉環控制方式較多，所謂閉環控制方式是通過檢測光線反射的方向是否為所需方向，來控制跟蹤裝置運動。如申請號200620084631.7所公布的“自動跟蹤定向反射太陽能鍋爐”，它通過檢測反射光角度與所需反射的位置進行比較，來控制跟蹤系統追蹤；申請號00134939.2所公布的“自動控制定向反射太陽能收集與光熱轉換裝置”，是通過檢測反射光的方向控制跟蹤系統，這些閉環控制方式的裝置雖然定向反射精度高，但反射裝置及傳感器的安裝位置是固定的，一旦裝置或傳感器的位置發生改變，將無法完成反射，這對大型塔式電廠來說，設備安裝難度大，且安裝成本高。

又如申請號201110041874.8所公布的“一種用于塔式太陽能熱發電站的定日鏡跟蹤裝置”，通過固定在塔式集熱器上的攝像頭群拍攝的反射光的信號來控制跟蹤結構實現反射；申請號201120041047.4所公布的“塔式太陽能熱發電站的定日鏡跟蹤控制裝置”，亦是通過固定在集熱器上的攝像機拍攝到的反射光方向信號控制調整跟蹤裝置實現反射；申請號201080042011.6所公布的“太陽跟蹤器設備和系統”，則通過安裝在追蹤機構中心的成像設備，獲得反射光方向與目標方向是否相同的方式控制完成跟蹤。采用該種閉環控制方式的裝置，其成像/攝像裝置位于集熱器或者反射裝置上，結構不受傳感器的影響，且跟蹤精度高，但該裝置控制系統復雜，控制程序要對每個成像設備進行計算，計算量大。

除此之外，現有的控制方式中也有采用開環程序控制方式，所謂開環程序控制是利用程序計算每天每個時刻太陽的角度，再計算出反射鏡的角度，控制跟蹤裝置完成反射，或者通過傳感器檢測太陽的位置，再計算出反光鏡將光反射到固定位置時所在的方位，控制跟蹤系統完成跟蹤，然而這兩種方式計算復雜，對不同安裝位置的反射裝置給定固定的控制程序，且前者容易產生累計誤差，導致反射精度差或反射失敗。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種安裝難度小、使用靈活、控制簡單的基于分時競爭機制的日光定向反射控制裝置及控制方法，它反射精度固定，無累計誤差產生，當裝置移動或位置調整時，不會影響其對陽光的定向反射。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：基于分時競爭機制的日光定向反射控制裝置，它包括目標信號源、反射鏡、傳感器模塊、反射鏡固定支架、跟蹤動作模塊和支撐模塊，傳感器模塊為兩個，兩個傳感器模塊對稱的固定在反射鏡固定支架上，反射鏡固定在反射鏡固定支架的中間位置上，傳感器模塊的信號輸出端與跟蹤動作模塊的控制信號輸入端相連，控制跟蹤動作模塊的跟蹤動作，支撐模塊通過跟蹤動作模塊連接反射鏡固定支架，支撐整個裝置，目標信號源用于發射目標信號并接收反射鏡反射的入射陽光。所述的傳感器模塊由一個或多個傳感器和殼體組成，一個或多個傳感器分別安裝于殼體外側。

所述傳感器模塊（4）上的傳感器為陽光傳感器或目標信號傳感器，陽光傳感器設置在其中一個傳感器模塊上，目標信號傳感器設置在另一個傳感器模塊上。陽光傳感器和目標信號傳感器結構相同，陽光傳感器用于檢測入射陽光與反射鏡法線的夾角，目標信號傳感器用于檢測目標信號與反射鏡法線的夾角。

所述的目標信號包括微波和無線電波。所述的反射鏡為平面鏡。

所述的控制信號為夾角信號，跟蹤動作模塊的跟蹤動作由夾角信號的大小控制：①當夾角信號大時，跟蹤動作模塊的跟蹤動作大；②當輸入的夾角信號小時，跟蹤動作模塊的跟蹤動作?。虎郛旉柟鈧鞲衅髋c目標信號傳感器輸出的夾角信號相同或相差小于設定值時，跟蹤動作模塊停止工作。

基于分時競爭機制的日光定向反射控制方法，它包括如下步驟：

第一步：由陽光傳感器或目標信號傳感器分別判斷其對應的信號源與反射鏡法線的夾角，并根據夾角信號輸出控制信號，控制跟蹤動作模塊向該信號源運動與夾角成一定比例關系的角度；