CN102077035B - 定日镜的校正方法及其校正装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够对定日镜的镜面与中央反射器的镜面正对的情况一边进行实测一边在当场进行调整的调整方法和调整装置。设置有向中央反射器（30）的上部焦点（p）和定日镜（20）分别照射激光（L1，L2）的照射装置（3），以照射到定日镜（20）的激光的反射光（L4）与照射到中央反射器（30）的上部焦点（p）的激光（L1）形成同一轴线的方式，调整定日镜（20）的俯仰角和/或旋转角。

Description

定日镜的校正方法及其校正装置
技术领域
本发明涉及通过多台定日镜对太阳热进行集热的集热装置，具体涉及对太阳热进行反射的定日镜（heliostat）的校正方法及其校正装置。
背景技术
近年来，由于化石燃料的高涨、地球环境的保护等，正在积极地进行不使用化石燃料的绿色能源的研究/开发。作为这样的绿色能源，进行利用风力、太阳热的发电。
在其中，特别是对太阳热进行集热来对热介质进行加热，将该热介质作为热源使水蒸气产生并驱动蒸气透平机来进行发电的太阳热发电装置，能够用与现有的火力发电同样的发电设备来运转，并且是高输出，因此受到瞩目。
作为这样的可获得高输出的太阳热发电装置，已知有塔型太阳热发电装置、光束下射（beam down）方式太阳热发电装置（例如，专利文献1、非专利文献1）。
在上述塔型太阳热发电装置中，在上部设置有热介质的加热部的塔的周围配置有多台具备平板状的反射镜的定日镜，以太阳热被集热到上述加热部的方式调整多台反射镜。
在上述光束下射方式太阳热发电装置中，在上部设置有半球状的中央反射器的塔的周围配置有多台具备平板状的反射镜的定日镜，在上述反射板的下部设置有热介质的加热部，以使从多台反射镜反射的太阳热被集热到加热部。
此外，在上述定日镜中，设置有感测太阳的移动的跟踪装置，以使太阳热朝向加热部或中央反射器照射的方式进行控制。
可是，在上述定日镜的调整中，首先基于由设计图上记载的数值求取的计算值粗略地调整方位角和俯仰角，接着基于由测量了实际设备的数值求取的计算值进一步调整方位角和俯仰角。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-106432号公报，
非专利文献
非专利文献1：Solar Energy, Volume 62, Number 2, February 1998 , pp. 121-129(9)。
发明内容
发明要解决的问题
在上述塔型太阳热发电装置、光束下射方式太阳热发电装置中，因为如上述那样基于通过设计图和测量求取的计算值来调整定日镜的方位角和俯仰角，所以产生测量误差导致的太阳热的照射方向的偏差、偏移。
此外，为了使定日镜的方位角和俯仰角的调整精度提高，考虑多个作业者一边观察望远镜一边追踪实际的太阳光的去向，但该作业每当在调整定日镜时就要进行确认作业，耗费许多工夫和人工费，并不现实。
而且，塔型太阳热发电装置、光束下射方式太阳热发电装置在中东等的沙漠等中建设，因此昼夜的温差大，此外暴露于强风中，因此存在定日镜具备的大型的镜板（facet，小平面镜）偏移的问题。即，存在从设置最初起集热效率逐渐降低的问题。
本发明着眼于这样的现有的问题，其目的在于提供一种对定日镜的小平面镜的光轴与中央反射器的上部焦点成为一条直线的情况一边进行实测一边在当场进行调整的校正方法和校正装置。
用于解决课题的方案
本发明的定日镜的校正方法为了实现上述目的，以如下方式构成。
1）其特征在于，在上部具有中央反射器且下部具有受热部、在中央反射器周围配置有多台定日镜的集热装置中，设置向上述中央反射器的上部焦点和定日镜分别照射激光的照射装置，以被照射到定日镜的激光的反射光与被照射到中央反射器的上部焦点的激光形成同一轴线的方式，调整定日镜的俯仰角和/或旋转角。
本发明的定日镜的校正装置以如下方式构成。
2）其特征在于，在上部具有中央反射器且下部具有受热部、在中央反射器周围配置有多台定日镜的集热装置中，在连结上述中央反射器的上部焦点和定日镜的光路上，设置有分别向该中央反射器和定日镜照射激光的照射装置。
3）其特征在于，在上述校正装置中，在激光照射装置的附近排列设置有对从定日镜反射的反射激光进行检测的受光装置，并且具备使该照射装置和受光装置旋转以及俯仰的调整装置。
4）其特征在于，上述激光照射装置通过装卸单元装卸于校正装置，并且被蓄电池驱动。
5）其特征在于，上述激光照射装置向中央反射器的上部焦点照射的激光的波长是500纳米至590纳米。
6）其特征在于，上述受光装置是太阳跟踪装置。
发明的效果
设置分别向中央反射器的上部焦点和定日镜照射激光的照射装置，以被照射到定日镜的激光的反射光、与被照射到中央反射器的上部焦点的激光形成同一轴线的方式，调整定日镜的俯仰角和/或旋转角，因此与测量或作业者观察望远镜进行调整的方法相比，能够极其高精度地进行调整。
此外，激光的照射装置能够安装或取下，因此只要有1台该照射装置的话，就能够依次校正多台定日镜，能够抑制照射装置的导入成本。
进而，校正作业能够以一个人进行，因此与多人花费时间和工夫进行调整的情况相比，极其改善效率。
附图说明
图1是太阳热发电装置的概略结构图。
图2是本发明的校正装置的概略结构图。
图3是激光照射装置的概略结构图。
图4是表示使用本发明的校正装置的定日镜的校正方法的图。
图5A表示定日镜的小平面镜的运动和校正装置的关系，表示校正中的状态。
图5B表示定日镜的小平面镜的运动和校正装置的关系，表示校正结束的状态。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是使用本发明的校正装置的太阳热发电装置A的概略结构图。如图1所示，太阳热发电装置A构成为具备：被支柱31的上部支承的圆盘状的中央反射器30；以及在该中央反射器30的周围配置的定日镜20，在上述中央反射器30的下部设置有对太阳热进行集热的接收器33，一并设置有将以该接收器33加热的熔融盐作为热源的水蒸气透平机等的发电设备（未图示）。
在上述定日镜20中，配设有3列的多枚的小平面镜21，各个小平面镜21用俯仰装置24的链杆24A连结，从而能够调整该小平面镜21的俯仰角。此外，能够通过旋转装置25调整定日镜20的方位角。
接着，针对本发明的校正装置进行说明。
如图2所示，在校正装置1中，设置有：照射装置2，其形成有从凸缘形状的安装部2F的两侧起分别在直线上延长的激光振荡装置2A、2B；以及受光装置3，在该照射装置2的附近设置，检测反射激光L4。此外，上述照射装置2、和受光装置3以各自的轴线方向成为平行的方式被安装在固定板4。
上述固定板4被在台板8D上竖立设置的2根腕部8枢轴支承、并且通过使定位螺栓8A贯通圆弧状的螺栓孔，从而能够以规定的俯仰角被固定。此外，上述台板8D以螺栓6A被固定在板状的基部6，但该螺栓孔也形成为圆弧状，台板8D以能够旋转的方式被固定。此外，上述台板8D能够通过在基部6的下方设置的微动工作台9而进行微调整。
进而，设置有水平方向的调整器13和上下方向的调整器12，这些调整器使用微测头等的能够微调的构件。
上述照射装置2如图3所示在凸缘形状的安装部2F的两侧分别设置有激光振荡装置2A、2B，从该激光振荡装置2A、2B照射的激光L1、L2处于同一轴线上。此外，安装部2F的侧面形成在基准面f，在安装到上述固定板4时相对于受光装置3成为平行状。
此外，上述受光装置3是太阳跟踪传感器，在进行通常的发电时以来自定日镜20的反射光r2成为最大值的方式，控制该定日镜20的旋转装置25和俯仰装置24。
接着，针对利用这样构成的校正装置1的定日镜20的校正方法进行说明。
图4是表示调整定日镜20的小平面镜21的俯仰角和方位角，对该定日镜20进行校正的状态的概略的图。
本发明的校正装置1在连结中央反射器30和定日镜20的光路c上配置，设置在上述定日镜20的小平面镜21的附近。
将校正装置1设置在小平面镜21的附近，是因为光路c的从地面起的高度低，所以能够以平板车那样的作业台稳定地进行操作，此外，是因为适于调整定日镜20的俯仰角和方位角。
在该定日镜20的校正中，首先将照射装置2固定在固定有作为太阳跟踪装置的受光装置3的固定板4，作为校正装置1。接着，通过校正装置1朝向中央反射器30的上部焦点p照射激光L1。
上述上部焦点p和定日镜20的距离根据该太阳热发电装置的规模是从数十米到数百米，因此照射的激光L1使用即使从远方也容易辨认的波长的激光。
该激光的波长优选是500纳米到590纳米的范围的波长，在本实施例中，作为一个例子使用人眼最强地感觉的波长555纳米附近的绿色光（532纳米）。由此，能够通过目视容易地识别激光L1是否照射到上部焦点p。
在照射位置偏移的情况下，对微动工作台9、俯仰调整旋钮12等进行操作，调整照射位置。通过该操作，作为太阳跟踪传感器的受光装置3的偏移被校正。
接着，如图5A和图5B所示，调整定日镜20的俯仰装置24和旋转装置25，以照射到定日镜20的小平面镜21侧的激光L2反射的反射光L4向受光装置3入射的方式，对该定日镜20的俯仰装置24和旋转装置25进行调整。通过该操作，完成了所谓定日镜20的原点对准，因此小平面镜21的方向被校正。
像这样，太阳跟踪传感器（受光装置3）和小平面镜21在当场被一边实测一边校正，因此与利用作业者的目视的感觉、测量相比能够以极高的精度进行校正。
此外，激光的照射装置2能够安装或取下，因此只要有1台该照射装置2的话，就能够依次校正多台定日镜20，能够抑制照射装置2的导入成本。
进而，校正作业能够以一个人进行，与多人花费时间而凭感觉进行调整的情况相比，极其改善效率。
再有，本实施例的太阳热发电装置是光束下射方式太阳热发电装置，但本发明的校正装置也能够在塔型太阳热发电装置中使用。
即，只要是通过多台定日镜等的反射镜，向预定的场所聚光太阳热的装置话，也能够在其它太阳热发电装置中使用。
附图标记说明
A 太阳热发电装置
1 校正装置
2 激光照射装置
3 受光装置
20 定日镜
21 小平面镜
24 俯仰装置
25 旋转装置
30 中央反射器
33 接收器（受热部）
c 光路
p 上部焦点
L1、L2 照射激光
L4 反射激光

Claims (5)

1.一种定日镜的校正方法，其特征在于，
在上部具有中央反射器且下部具有受热部、在中央反射器的周围配置有多台定日镜的集热装置中，
设置向上述中央反射器的上部焦点和定日镜分别照射激光的照射装置，以被照射到定日镜的激光的反射光与被照射到中央反射器的上部焦点的激光形成同一轴线的方式，调整定日镜的俯仰角和/或旋转角。
2.一种定日镜的校正装置，其特征在于，
在上部具有中央反射器且下部具有受热部、在中央反射器的周围配置有多台定日镜的集热装置中，
在连结上述中央反射器的上部焦点和定日镜的光路上，设置有向该中央反射器和定日镜分别照射激光的照射装置，
在所述校正装置中，在激光照射装置的附近排列设置有对从定日镜反射的反射激光进行检测的受光装置，并且所述校正装置具备使该照射装置和受光装置旋转以及俯仰的调整装置。
3.根据权利要求2所述的定日镜的校正装置，其特征在于，上述激光照射装置通过装卸单元装卸于校正装置，并且被蓄电池驱动。
4.根据权利要求2或3所述的定日镜的校正装置，其特征在于，上述激光照射装置向中央反射器的上部焦点照射的激光的波长是500纳米至590纳米。
5.根据权利要求2所述的定日镜的校正装置，其特征在于，所述受光装置是太阳跟踪装置。
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