CN103092148A

CN103092148A - 用于定日镜健康状态监视的靶

Info

Publication number: CN103092148A
Application number: CN2012104264531A
Authority: CN
Inventors: D.P.凯普; T.M.瓦尔楚克
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Sunlight Reserve Technology Co., Ltd.
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2032-10-31
Also published as: US20130104963A1; ES2440666R1; CN103092148B; ES2440666A2; US9127861B2; ES2440666B1

Abstract

本发明涉及用于定日镜健康状态监视的靶。公开的是一种包括用于定日镜健康状态监视的系统和方法。与靶和定日镜通信的控制器可以可操作用于确定定日镜健康状态。公开的系统和方法可以用来根据需要自动地使单独定日镜聚焦，并且一般地提高定日镜场的总体健康状态。

Description

用于定日镜健康状态监视的靶

技术领域

本申请涉及定日镜健康状态（health）监视及其相应系统和方法。

背景技术

太阳能发电厂通常包括具有将太阳能朝着中央接收机指引的多个定日镜的定日镜场。每个定日镜相对于接收机的健康状态（包括瞄准和焦点）可以影响太阳能发电厂的总效率。

附图说明

可以如下简要地描述附图：

图1示出了示例性太阳能发电厂。

图2是包括多个示例性靶的公开系统的类型示意图。

图3是包括示例性环靶的公开系统的另一类型示意图。

图4是表示公开方法的流程图。

图5是包括可以在公开方法中评估的图像的示例的表格。

具体实施方式

在图1中表示了示例性太阳能发电厂10。在公开的非限制性实施例中，定日镜场12包括位于塔架18上将太阳能朝着中央接收机16指引的多个定日镜14a、14b。接收机16可以包括诸如熔盐的吸热流体。被加热流体用来产生蒸汽并驱动涡轮机20以发电。可以将吸热流体储存在一个或多个储罐22a、22b中或者使其在一个或多个储罐22a、22b中循环。该示例仅仅是出于说明性目的示出的，并且本公开可以在其他应用中使用。

虽然仅示出了两个定日镜14a、14b，但定日镜场12可以包括任何数目的定日镜。在某些示例中，使用数千个定日镜。每个定日镜14a、14b可以与控制定日镜的瞄准的致动器相关联。

转到图2，每个定日镜14a、14b包括一个或多个反射面板24a - 24d。太阳能发电厂10的效率可以部分地取决于定日镜14a、14b相对于接收机16的瞄准以及每个面板24a - 24d相对于其各自定日镜14a、14b的定位（例如定日镜焦点）。面板24a - 24d相对于其关联定日镜14a、14b的位置可以随时间而改变（例如定日镜14a、14b可能失去焦点），并且因此面板24a - 24d可能需要调整。可以使面板24a - 24d中的每一个与致动器相关联，其调节每个面板24a - 24d相对于各自定日镜14a、14b的位置。然而，在某些情况下，不使面板24a - 24d与独立致动器相关联，而是替代地进行手动调整。虽然示出了包括四个面板24a - 24d的定日镜14a、14b，但此数目可以改变。在某些示例中，定日镜包括在三十和六十之间个面板。

可以将一个或多个靶26a - 26c定位于塔架18上（例如，如所示，在接收机16下面的点处）。靶26a - 26c可以是包括可对光进行响应的许多光电池的面板。在这种意义上，可以将靶26a - 26c定义为光电池阵列。虽然示出了三个靶26a - 26c，但根据需要，可以改变靶26a - 26c的数目。此外，可以将靶26a - 26c远离塔架18定位（例如在单独结构上）。

参考图3，可以用单个环靶28来替换靶26a - 26c。环靶28可以在整个塔架18或另一单独结构周围周向地延伸。环靶28可以具有直接面对在塔架18周围周向设置的各种定日镜的附加益处。

控制系统或控制器30与场12内的每个定日镜14a、14b（例如且特别地定日镜的瞄准致动器）以及靶26a - 26c通信。在单独面板24a - 24d包括独立致动器的情况下，可以使控制系统30也与那些致动器中的每一个相关联。此外，控制系统30能够映射被投射到靶上的光的分布（例如，包括通过靶所看到的图像的一般形状以及该图像的强度分布）。映射图像的示例在图5中示出并在下面被讨论。

控制系统30包括计算机，其可以包括处理器（或CPU）、存储器以及一个或多个I/O端口。一般地，控制系统30能够接收信息，基于该信息来进行确定，特别地，并提供可起作用的指令。除图像映射之外，可以使用控制系统30来使定日镜14a、14b瞄准，并例如相对于其关联定日镜（例如每个定日镜14a、14b的焦点）来进一步调整单独面板24a - 24d中的每一个。

在正常操作期间，场12内的基本上所有定日镜都瞄准接收机16以将其中的流体加热。为了检查场12中的单独定日镜的健康状态，可以依次使定日镜14a、14b瞄准靶26a - 26c中的一个（或者在使用环靶28的情况下，在环靶28处）。

下面是检查定日镜健康状态的公开方法的一个公开非限制性示例。例如，在图2中，正在检查定日镜14b的健康状态。作为接收机16的替代，定日镜14b瞄准靶26b（例如图4中的步骤102）。在本实施例中，用单定日镜14a表示的场12中瞄准接收机16的其余定日镜。

控制系统30被提供来自靶26b的信息（例如与靶26b处的光分布和光强度有关的数据）。控制系统30然后可以通过首先映射被定日镜14b投射到靶26b上的光的分布（例如步骤104），并接下来通过将该映射光分布或映射图像与预期光分布映射或预期图像相比较来处理信息（例如步骤106）而评估该信息。此比较的结果可以指示定日镜14b上的面板24a - 24d中的至少一个需要调整。

在图5中，示出了示例性预期图像200以及多个代表性映射图像202、204、206。预期图像200可以是存储在控制系统30中的指示用于映射图像的可接受界限的预定图像。替换地或另外，预期图像可以指示可接受光强分布。在图5中，用点来表示光强分布，同时用图像形状来表示可接受图像界限。

例如，第一示例性映射图像202的形状在预期图像200的界限内。此外，示例性映射图像202具有可接受光分布。映射图像202因此被视为可接受的，指示该特定定日镜是健康的。示例性映射图像204表示超过预期图像200的界限的图像，并且示例性映射图像206表示具有不能接受的光分布的图像，特别是由于区域208处的光的会聚。在任一种情况下，与图像204、206相关联的定日镜可能需要调整。

如果来自靶26b的映射图像与预期图像不一致（例如，预定图像的形状和/或强度分布与来自靶26b的映射图像的不同），则控制系统30可以相应地调整定日镜14b的面板24a - 24d（例如步骤108），或者在面板24a - 24d可手动调整的情况下，发起用于将对面板24a - 24d进行调整的服务命令。在这种意义上，控制系统30可以能够基于来自靶26b的映射图像与预期图像之间的比较来确定单独面板24a - 24d的位置以及需要用来调整定日镜14b的面板24a - 24d的方式。

此外，可以由来自定日镜14b的先前存储图像来提供预期图像。通过将来自靶26b的映射图像与先前存储的图像相比较，可以监视定日镜14b的健康状态的波动，并且根据需要，可以请求维护或者可以简单地重新调整定日镜14b。

在调整之后，该比较可以重复（例如通过返回至步骤104）以保证调整是适当的，或者确定进一步调整是否是必要的。此过程可以连续地且自动地重复直至来自定日镜14b的映射图像被认为是可接受的。一旦来自定日镜14b的图像被认为是可接受的，则定日镜14b可以瞄准接收机16（例如步骤110）。

在图4中表示的方法可以用来在最初对定日镜进行校准（例如在场的组装期间，依次可以对每个新定日镜进行校准）。此外，可以使用该方法来在关联发电厂的操作期间连续地监视场内的定日镜。如上所述，某些定日镜场可以包括数千个定日镜。因此，可以使用该方法来连续地检查每个单独定日镜的健康状态。一旦检查了每个定日镜，则自从已检查第一定日镜开始可能已经历了相当大的时间量。因此，可能需要立即开始再次检查定日镜。替换地，可以采用这种方法来周期性地检查定日镜场健康状态，诸如每周一次。因此，根据需要，可以使用自动地使单独定日镜聚焦的公开系统和方法，并提高总体的场健康状态。

本领域的技术人员将理解的是上述实施例是示例性的且是非限制性的。也就是说，本公开的修改将在权利要求范围内。因此，应研究以下权利要求以确定其真实范围和内容。

Claims

1.一种定日镜系统，包括：

定日镜；

靶；以及

与靶和定日镜通信的控制器，该控制器可操作用于确定定日镜健康状态。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述定日镜包括至少一个面板，并且所述控制器从靶接收指示所述至少一个面板的位置的信息。

3.如权利要求2所述的系统，其中，所述控制器发起用于基于来自靶的信息的评估来调整至少一个面板的命令。

4.如权利要求2所述的系统，其中，所述至少一个面板包括多个面板。

5.如权利要求1所述的系统，其中，所述定日镜是定日镜场中的多个定日镜中的一个，并且其中，所述控制器连续地监视所述多个定日镜。

6.如权利要求1所述的系统，其中，所述靶是包括多个光电池的面板。

7.如权利要求6所述的系统，其中，所述靶为控制器提供指示被定日镜反射到靶上的光的分布的信息。

8.如权利要求1所述的系统，还包括塔架，所述靶定位于该塔架上。

9.如权利要求8所述的系统，其中，所述靶是位于所述塔架上的多个靶中的一个。

10.如权利要求8所述的系统，其中，所述靶是在所述塔架周围延伸的环。

11.一种包括以下所述步骤的方法：

使定日镜瞄准靶，所述定日镜具有至少一个面板；以及

从所述靶收集指示所述至少一个面板的位置的信息。

12.如权利要求11所述的方法，还包括步骤：

将所收集信息与预期信息相比较；以及

响应于该比较步骤来确定所述至少一个面板的调整是否是必要的。

13.如权利要求12所述的方法，还包括步骤：

响应于确定步骤中的不需要调整的确定使另一定日镜瞄准所述靶。

14.如权利要求12所述的方法，其中，所述预期信息是表示可接受的定日镜图像的预定图像。

15.如权利要求12所述的方法，其中，所述预期信息是先前从所述定日镜收集的。

16.一种包括以下步骤的方法：

使定日镜瞄准光电池阵列，该定日镜具有至少一个面板，从而产生该阵列处的光强度的分布；

从所述阵列收集信息，其中，该信息与所述分布有关；以及

处理该信息以确定所述至少一个面板的位置。

17.如权利要求16所述的方法，还包括发起用以基于已处理信息的评估来调整所述至少一个面板的命令的步骤。

18.如权利要求16所述的方法，其中，所述至少一个面板包括多个面板。

19.如权利要求16所述的方法，其中，所述定日镜是定日镜场中的多个定日镜中的一个。

20.如权利要求16所述的方法，其中，所述光电池阵列定义靶。