[發明專利]一種高精度定日鏡曲面調整校正裝置

有效

• 申請號: 201310718046.2
• 申請日: 2013-12-21
• 公開（公告）號: CN103673338A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 郭右利;王振聲
• 申請（專利權）人: 大連宏海新能源發展有限公司
• 主分類號: F24J2/40
• 分類號: F24J2/40
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李馨;李洪福

技術領域

本發明涉及一種高精度定日鏡曲面調整校正裝置。涉及專利分類號F24供熱；爐灶；通風F24J不包含在其他類目中的熱量產生和利用F24J2/00太陽熱的利用，例如太陽能集熱器F24J2/40控制裝置。

背景技術

在現有的塔式太陽能光熱發電領域，幾十至數百個定日鏡將太陽光會聚到塔頂端，塔頂部設置相應的吸熱器，將光能轉換為熱能再進一步進行電能的轉化，實現太陽能發電。

定日鏡在系統中的作用為會聚太陽光線，它是由一系列的子鏡構成，這些子鏡不但有自己的曲率，同時子鏡的陣列通過傾斜調整，又組成定日鏡的曲率，而相對來講，通過子鏡調整組成的定日鏡曲率如果偏差大，會直接導致定日鏡會聚光斑的惡化，從而聚光效率的降低，最終影響發電效率。如何提高定日鏡曲率的精度，是塔式系統面臨的一個重要問題。

目前定日鏡曲率調整的主要方法為，在太陽光下通過對定日鏡會聚光斑的監測，對定日鏡上的各個子鏡進行調整。為了使會聚光斑最佳，通常需要在吸熱器下方設置一個固定的接收區域，由于該區域距離吸熱器很近，可以默認為定日鏡會聚的焦點，調整時判斷的依據是定日鏡會聚在該處的光斑最小，認定每個子鏡都調整到位。該方法主要存在以下問題：

1、定日鏡只有在光線正入射情況下，才會出現會聚光斑極小的情況，而實際中每天可能只有幾分鐘能夠達到接近正入射情況，或者一直不會出現這種情況。當光線傾斜入射時，會有較大的傾斜像差，導致會聚光斑成一個狹長的分布，如果此時依舊按照上述的調整方法，除了會降低調整精度，使系統效率降低外，由于定日鏡曲率的不規律，導致吸熱器表面的熱流分布也不規律，可能會導致吸熱器局部過熱而損壞的嚴重后果。

2、該方法在調整過程中，反射光線使用要對準接受區域，所以定日鏡處于一個動態的運行過程，這種情況下調整容易出現不必要的安全事故。

3、由于通常定日鏡與塔的距離都在100米左右或更遠，難于觀測會聚光斑效果，造成調整誤差增加。

4、該調整方式只能在有光線的時候進行，調整效率低。

除上述的調整方式外，目前還有一種調整方法，即反射式像靶調整，其方法為制作一個像靶放置在定日鏡前方，在較遠的位置設定一個CCD，通過CCD觀測定日鏡的表面反射的像靶的像，像靶上對應每個子鏡都有自己獨立的像，調整每個子鏡使在CCD處觀測的像符合理論要求即可，盡管該方法避免了前一種調整方式的1、2、4的問題，但也帶來了一些新的問題：

1、為了達到較高的調整精度，通常CCD與定日鏡距離會在50m以上，像靶與定日鏡距離也在10m以上，造成占用空間大，在鏡場中心的鏡片在調整時易受到相鄰定日鏡的鏡片相互間的遮擋，造成無法調整或調整效率低下。

2、調整的精度需要人眼通過圖像來判斷，主觀性強，誤差大。

3、每個不同的定日鏡曲率都需要制作對應的像靶，通常定日鏡場可能存在10種以上的曲率，造成像靶數量多，成本增加。

發明內容

本發明針對以上問題的提出，而研制的一種高精度定日鏡曲面調整校正裝置，用于檢測定日鏡子鏡角度，具有：至少一個角度檢出器、調節定日鏡子鏡角度的調整爪和控制計算機；

工作時，角度檢出器在定日鏡子鏡的正投影位于定日鏡子鏡的幾何中心；角度檢測器向待調整角度的定日鏡子鏡幾何中心發射平行激光光束，接收由所述子鏡反射的激光光束，分析回光角度，通過反射定律得出子鏡反射面的角度；所述的控制計算機根據所述的子鏡反射面的角度，控制調整爪調節子鏡的角度。

還具有角度檢出器固定架，將所述的角度檢出器固定在待檢測定日鏡子鏡的正上方；確保工作時，角度檢出器在定日鏡子鏡的正投影位于定日鏡子鏡的幾何中心。

所述的角度檢出器固定架為一經過定日鏡全部子鏡上方的滑軌，檢測過程中，所述的角度檢出器在滑軌上運動，依次經過定日鏡的全部子鏡的正上方位置。

所述的滑軌具有多個定位銷，所述的定位銷限制所述角度檢出器的位置，使角度檢出器的在定日鏡子鏡的正投影位于定日鏡子鏡的幾何中心。

所述的角度檢出器固定架具有與定日鏡子鏡數量一致的多個固定點，所述每個固定點在對應定日鏡子鏡的正投影位于定日鏡子鏡的幾何中心，每個固定點固定有一所述的角度檢出器。

所述的調整爪為設置在所述的定日鏡子鏡背陰面的多個電動缸，與所述的控制計算機通信連接，通過調節一個或多個電動缸推桿的伸出長度，調整定日鏡子鏡的角度。