[發明專利]一種可有效降低鏡場風抗的防風裝置及方法

有效

• 申請號: 201310728719.2
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103727689A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 付杰;易富興;沈煥波;徐能;程實
• 申請（專利權）人: 青海中控太陽能發電有限公司
• 主分類號: F24J2/46
• 分類號: F24J2/46
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及一種防風裝置及方法，尤其涉及一種可有效降低太陽能定日鏡鏡場風抗的防風裝置及其方法。

背景技術

塔式太陽能熱發電技術是一種先進、高效的發電技術，因其能提供可靠、相對高效的綠色清潔替代能源而逐漸被人們關注。與國外相比，我國的太陽能熱發電技術一直處于落后狀態，但近幾年來，國內多家企業和科研機構加強了這方面的研究。目前，大力發展塔式太陽能熱發電技術已被列入國家中長期科學和技術發展規劃的重要研究任務中。

定日鏡是太陽能熱發電系統中能量轉化過程中非常重要的設備。在定日鏡場中，通常密集布置了成千上萬個定日鏡，而每個定日鏡由鏡面、鏡架、跟蹤傳動機構及其控制系統等組成，用于跟蹤接收并反射太陽光進入位于接收塔頂部的集熱器內。其中傳動部件在保證鏡面聚光定位精度高，機械強度大的前提下，保持定日鏡運行穩定，一般傳動部件在定日鏡成本中大約占了其總成本的50%，是直接導致定日鏡的單價成本較高的主要因素。目前實際建成的定日鏡場中主要存在的問題：

第一，定日鏡場沒有防風功能的裝置，導致定日鏡用鋼量增加，對定日鏡傳動部件和鏡架的剛性要求提高，同時增加了定日鏡的制造成本。

第二，一般定日鏡場都建設在高原沙漠的偏僻地帶，沒有防風裝置的鏡場內定日鏡表面的灰塵較多，受風沙影響較大，不僅使鏡場邊緣定日鏡的穩定性降低，而且定日鏡反射光斑的能量也會因此而減少，這將導致定日鏡使用壽命縮短，以及定日鏡清洗頻率提高，增加定日鏡的維護成本。

第三，專利WO2012014153A2公開一種控制太陽跟蹤系統降低風抗的方法，通過利用將鏡場中的邊緣定日鏡調整到擋風狀態來實現降低整個鏡場風抗的目的。所述方法不僅防風成本投入過大，不利于鏡場運營，而且防風效果也不理想，不利于推廣使用。

總之，隨著定日鏡鏡場的不斷優化過程，對定日鏡的防風裝置的設置勢在必行，因此一種低成本、高性能的防風裝置的發明對于解決上述問題具有重大意義。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種可有效降低鏡場風抗的防風裝置，能夠有效減少定日鏡表面因風力帶來的載荷，降低傳動部件成本，從而降低定日鏡及定日鏡場的造價。

本發明的第二目的在于提供一種可有效降低鏡場風抗的防風方法，通過選擇設置防風裝置與定日鏡鏡場的距離以及防風裝置的高度，進一步地減少定日鏡表面因風力帶來的載荷，降低傳動部件成本，降低定日鏡及定日鏡場的造價。

為了實現上述第一目的，本發明提供了一種可有效降低鏡場風抗的防風裝置，所述防風裝置環繞設置在一定日鏡鏡場周圍，包括若干立柱、網格狀支架以及防風抑塵網，其中，所述若干立柱固定連接所述網格狀支架，并垂直固定在地面上，將所述網格狀支架垂直支撐在地面上，在所述網格狀支架上固定覆蓋有至少一層的防風抑塵網。

作為優選地，所述防風抑塵網的開孔率為20%-40%。

作為優選地，所述立柱的高度高出所述網格狀支架10cm。

較佳地，所述防風裝置采用兩層的防風抑塵網。

作為優選地，設定所述網格狀支架的高度與所述防風裝置到鏡場邊緣定日鏡的距離，使所述定日鏡鏡場中定日鏡受到風抗合力矩在傳動部件承載范圍內。

為了實現上述第二目的，本發明還提供了一種可有效降低鏡場風抗的防風方法，利用上述的一種可有效降低鏡場風抗的防風裝置進行防風，包括以下步驟：

S1：預設所述定日鏡鏡場的定日鏡面積為S、所述網格狀支架的高度H0、平均風速V，在所述防風裝置到鏡場邊緣定日鏡的距離L方向上等間隔地取得若干位置點，分別測出在所述若干位置點上設置所述防風裝置后，鏡場邊緣定日鏡所承受的風抗合力矩M；

S2：改變所述若干位置點的所述網格狀支架的高度至H1，分別測出在所述若干位置點上設置所述防風裝置后，鏡場邊緣定日鏡所承受的風抗合力矩M；

S3：等量改變所述網格狀支架的高度并重復S2中的方法，依次測出防風裝置高度為H2=2H1-H0，H3=3H1-2H0，H4=4H1-3H0……時，在所述若干位置點上設置所述防風裝置后，鏡場邊緣定日鏡所承受的風抗合力矩M；

S4：通過將S1-S3得到的風抗合力矩M，比較得出所述網格狀支架的最優高度以及所述防風裝置到鏡場邊緣定日鏡的最優距離。

作為優選地，S1中還包括，得出所述網格狀支架的高度為H0時，所述鏡場邊緣定日鏡所承受的風抗合力矩M隨所述防風裝置到鏡場邊緣定日鏡的距離L變化的點陣圖。