CN103459940A - 用于测量反射器的反射特性的方法和装置 - Google Patents

用于测量反射器的反射特性的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103459940A
CN103459940A CN2012800060637A CN201280006063A CN103459940A CN 103459940 A CN103459940 A CN 103459940A CN 2012800060637 A CN2012800060637 A CN 2012800060637A CN 201280006063 A CN201280006063 A CN 201280006063A CN 103459940 A CN103459940 A CN 103459940A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reflector
radiation
pattern
described reflector
concentrator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012800060637A
Other languages
English (en)
Inventor
A.佩德雷蒂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ale Airlight Energy SA (ch)
Airlight Energy IP SA
Original Assignee
Ale Airlight Energy SA (ch)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ale Airlight Energy SA (ch) filed Critical Ale Airlight Energy SA (ch)
Publication of CN103459940A publication Critical patent/CN103459940A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/005—Testing of reflective surfaces, e.g. mirrors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/74—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with trough-shaped or cylindro-parabolic reflective surfaces
    • F24S23/745—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with trough-shaped or cylindro-parabolic reflective surfaces flexible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S50/00—Arrangements for controlling solar heat collectors
    • F24S50/80—Arrangements for controlling solar heat collectors for controlling collection or absorption of solar radiation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • G02B7/183—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors specially adapted for very large mirrors, e.g. for astronomy, or solar concentrators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S50/00—Arrangements for controlling solar heat collectors
    • F24S50/20—Arrangements for controlling solar heat collectors for tracking
    • F24S2050/25—Calibration means; Methods for initial positioning of solar concentrators or solar receivers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明包括用于在用于辐射的反射器运行时测量该反射器的方法和装置，在其中为了确定反射器当前的反射特性在一定数量的至少一个在由反射器所反射的辐射的路径中所设置的测量点中测量当前所反射的辐射的预先确定的特性的图案且将该图案与预先确定的参考图案比较，其中由该比较推断出反射器的当前的几何特征且在存在不期望的几何特征的情形下改变反射器的相应的运行参数。优选地，该方法应用在用于太阳能发电装置的槽式收集器的情形中，以便于在其运行中测量布置在压力仓中的柔性的聚光器。

Description

用于测量反射器的反射特性的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于测量反射器在其运行中的反射特性的方法，一种根据权利要求8的前序部分的用于实施该方法的反射器单元以及一种根据权利要求14的用于运行反射器单元的方法。
背景技术
上述类型的反射器是已知的且用于各种各样的目的，例如作为天线或太阳能收集器。接收的辐射主要但不唯独地通过这样的反射器被成束或者被聚集，例如其在用于抛物面天线的射电天文学中或在用于太阳能聚光器的太阳能技术中是这样的。大型的射电天文天线具有固定的结构且相应较贵，如在被工业化地使用在太阳能发电站中的大型太阳能聚光器的情形中同样是这样的。然而这同样适用于较小的单元，其经常作为综合体被使用，以便于将成束的或者聚集的辐射共同地朝向接收器或者吸收元件指向。
尤其地在太阳热能发电站的领域中目前有三种基本形式得到使用：碟式斯特林系统、太阳能塔式发电装置系统和抛物面槽式系统。
碟式斯特林系统装备有可双轴转动地被支撑的抛物面反射镜，带有数米直至10m和更大的直径，其中，于是达到每个模块直至50kW的功率。抛物面反射镜可被划分成单个镜段，以便在成本尚合理的情形下尽可能良好地逼近抛物面形状。碟式斯特林系统不普遍使用。
太阳能塔式发电装置系统具有在中央的、升高地(在“塔”上)装配的吸收器以用于通过数百直至数千个单独的反射镜一起反射至其的太阳光，以此太阳的辐射能经由在吸收器中的许多反射镜或者聚光器被聚集且因此达到直至1300°C的温度，这对于下游的热机(一般是用于发电的蒸汽涡轮机发电装置或流体涡轮机发电装置)的效率而言是有利的。加利福尼亚的“Solar two”设备具有数MW的功率。西班牙的PS20设备具有20MW的功率。太阳能塔式发电装置直至目前同样未得到广泛流行(尽管可有利地达到较高的温度)。
然而，抛物面槽式发电装置是流行的且具有较高数量的收集器，其具有带有较小横向尺寸的较长的聚光器，且由此不具有焦点而是具有焦线。该直线聚光器目前具有20m至150m的长度。在该焦线上延伸有用于聚集的热量(直至大约500°C)的吸收管，其将热量传输至发电装置。作为传输介质例如可考虑导热油、熔盐或过热蒸汽。
南加州的9个SEGS抛物面槽式发电装置一起产生大约350MW的功率。2007年连接到电网的发电装置“Nevada Solar One”具有带有182400个弯曲的反射镜的槽式收集器，其布置在140公顷的面积上且产生65MW。西班牙的Andasol 3自2009年九月开始建造，在2011年开始运行，从而使得Andasol 1至3设备具有50MW的最高功率。
为了收集器尤其槽式收集器的批量生产，申请人在文件WO 2010/037243中建议了一种带有在压力仓中被压力加载的、由柔性的膜片构成的聚光器的系统，其可低成本地单个地或批量地制造且足够精确地逼近理想的聚光器的抛物面形状，以便于在吸收管中达到对于可接受的效率而言所要求的500°C的温度或更多。原则上，该系统同样可被用于抛物面收集器且所有形式的太阳能热量产生中可设想使用这种系统。如下同样是可设想的，即使用在文件WO 2010/037243中示出的构型用作用于各种不同的目的的反射器。
对于具有其最强优点的构型而言不利的是：作为反射器或者聚光器的压力加载的柔性的膜片的使用允许带有完全光滑的表面的最低成本的构型，因为膜片自身仅须经受较小的压力差且因此可构造成不带有加强部的较薄的膜(也就是说构造成带有完全光滑的表面的膜)，起反射作用的层被气相沉积到其上。尽管膜具有球形的弯曲，但是可达到50至80的聚集度或甚至更高的聚集度，例如通过带有不同曲率半径的截段(如其在上述文件WO 2010/037243中示出的那样)。
然而因为反射器构造成柔性的膜片或膜，因此其自身不具有刚性且同样地因此易遭受与理论形状的偏差，带有如下结果，即收集器的效率不必要地降低。这样的偏差可具有不同的起因，例如在聚光器上的压力波动或例如在聚光器被夹紧在其中的框架中的变形。尤其地在聚光器的弯曲缓慢地偏移的情形下，聚光器与理论形状的偏差经由收集器的(不必要的)功率损失才可被较晚地辨认出，而在变形的第一阶段中可能完全不被辨认，因为收集器的功率同样可能被变换的阴影、由于风的冷却、污染等等影响。
发明内容
相应地本发明的目的在于，提供一种反射器单元，在其中在运行中可始终达到和维持结构形式决定地最佳可能的效率。
该目的通过根据权利要求1的用于测量反射器的方法、根据权利要求8的反射器单元亦即根据权利要求14的用于反射器单元的运行方法来实现。
通过使在运行中当前所反射的辐射在测量点处根据本发明被获取且与预先确定的参考图案(Referenzmuster)比较，当前所反射的辐射与参考图案的偏差可被识别为不期望的偏差且反射器的相应的运行参数至少部分无延迟地被改变，以便于再次恢复反射器的理论形状。
通过使根据本发明的反射器单元在辐射路径上具有多个测量点，当前所反射的辐射可以与测量点的数量相符的分辨率来探测且实时地或者无延迟地产生用于反射器单元的运行参数修正的信号。
通过使得在调整在反射器单元处的运行参数和随后采集对此附属的参考图案之后可针对相应的反射器单元在具体的位置处采集单独的参考图案，可在具体情况(反射器单元的位置和其构型)中确定单独协调的参考图案。因此例如对于白天时间上倾斜地射入的太阳辐射的参考图案和反射器的预先确定的(然而不期望的)变形。最后，因此同样可在参考图案中获取反射器相对辐射源的不是最佳的或错误的取向且由此持续地观测反射器的实际取向并且必要时对其进行修正。
本发明可不仅允许观测柔性的反射器或者聚光器的使用而且允许观测刚性的反射器，因为其同样可能经受扭曲歪斜。例如在由部分段组装成的抛物面反射镜的情形中，可观测各个刚性的部分段的正确的取向。
概括而言，通过本发明可持续地观测任意结构形式的反射器(其是或不是柔性的)的反射特性且因此可无延时地进行观测，以便于在运行中始终维持反射器的结构形式决定地最佳可能的效率。这适用于较小的单元以及适用于大型的以工业规模使用的反射器单元，在其中维持最佳可能的效率是重要的成本因素。
优选的实施方式通过从属权利要求进行说明。
附图说明
下面借助附图以太阳能收集器作为示例进一步示出本发明。然而如上面所提及的那样，本发明可被使用在用于任意形式的辐射的反射器的情形中。
其中:
图1显示了带有压力仓的常规形式的槽式收集器，在压力仓中布置有柔性的聚光器；
图2显示了穿过根据本发明装备的图1的槽式收集器的压力仓的横截面；
图3显示了根据图2的横截面，其中附加地示意性地示出了槽式收集器的结构；
图4显示了穿过根据本发明的槽式收集器的另一实施方式的压力仓的横截面；
图5示例地显示了图4的收集器在聚光器的理论弯曲的情形中且在不期望的变形的情形中的不同的实际强度图案；
图6显示了借助抛物面收集器的本发明的另一实施方式；
图7显示了穿过根据本发明的用于反射的辐射的传感器的横截面。
具体实施方式
图1显示了一种对于本领域技术人员而言已知的槽式收集器1，其可以数百或数千的工业规模被使用在太阳能发电站中。在框架2中布置有压力仓3，其在运行状态中由于存在的内压具有通过虚线4显示的枕形。在压力仓3中(此处不可见地)布置有柔性的聚光器13(图2)，其反射进入的太阳光线6，如其通过反射的光线6’显示的那样。反射的光线6"照射到布置在支架5处的吸收管8上，该吸收管将通过反射的光线6’聚集到其上的热量经由运输介质输出。
经由摆动设备9可根据太阳位置摆动带有压力仓3的框架2。
图2显示了穿过图1的收集器1的压力仓3的横截面，其中，为了图的简洁收集器1的不同的部件例如摆动设备9(图1)被删去或仅示意性地显示。
示出了框架2以及压力仓3，该压力仓由下部的膜片10和上部的透明的膜片11构成。在压力仓3中存在聚光器13，太阳光线6,6’入射到其上且作为反射光线7,7’加热吸收管8。聚光器13优选地由柔性的、薄的膜构成，其面对太阳光线6,6’的表面被气相沉积有反射层且由此具有要求的反射特性。聚光器13的被反射的辐射的路径通过光线7,7'和23(参见下面)示出。
通过泵16传输的流体(此处环境空气)经由压力管道15被传输到压力仓3中，该压力仓由此在横截面上呈透镜形地被充气成枕头，如其在图1中示出的那样。优选地，泵16构造成风机，其在压力仓3内部中维持期望的压力，然而容易允许压力仓3的内部容积例如由于风作用而改变。
压力仓3通过聚光器13被划分成上部的区域18和下部的区域19，其中两个区域18,19通过溢流管道20彼此相连接，从而使得下部的区域19经由上部的区域18同样被供以处在压力下的环境空气。在两个区域18,19之间的泵21(再次优选地风机)维持压力降，从而在上部的区域19中存在压力p + Δp且在下部的区域中存在压力p。在此，Δp相对较小，例如50 mbar。一方面，通过该较小的然而足够的压力差聚光器13被压力加载且因此呈现(球形的)弯曲，其将射入的太阳光线6,6’反射到焦线区域中，吸收管8布置在其中。另一方面，由于该较小的压力差在聚光器膜中的应力较小，从而使得可使用无增强部(也就是说带有光滑的表面)的较薄的膜。这样一个较薄的膜具有需要的良好的反射特性，然而在出现干扰的情形中容易从其理论形状中变形，从而使得其弯曲不再与理论弯曲相符。该变形可覆盖整个聚光器面，或仅其一部分，直至在面积方面较小的截段，其然而尤其地当使用在太阳能发电装置中的数千收集器加和时这样的截段对于太阳能发电装置的能量生产而言可是绝对重要的。然而，与理论弯曲的偏差即使在较小的单独的收集器的情形中例如在可达到的峰值温度方面也可具有重要意义。
在聚光器13的弯曲方面的这样的干导致，射入的太阳光线22错误地反射且作为错误反射的光线23错过吸收管。
在附图中进一步示意性示出了两个轨道26,27，通过中间件28彼此相连接，这两个轨道侧向被悬挂在支架8’处且承载有布置在测量点31上的传感器30。因此，测量点31处在反射的辐射的路径中，其中传感器30获取反射的辐射的预先确定的特性。这样的轨道可在收集器1(图1)的长度上例如以10m的间隔布置。
测量点31和传感器30可在空间上彼此分开且例如通过玻璃纤维彼此相连接，其中玻璃纤维在测量点31处获取反射辐射，且将其传导至与其远离的传感器30。这鉴于传感器的投影(Schattenwurf)或鉴于带有多个输入的中央的传感器的设计可能是值得期望的，因为在带有较大表面的反射器或者聚光器13的情形中可设置有数百个测量点31。然而在当前示出的实施例中，传感器30布置在测量点31的位置处，或者测量点31与传感器30一致。
图3显示了带有根据图2的压力仓的图1的收集器1，其中其结构被示意性地示出。设置在测量点31的位置处的传感器30经由信号线32与用于由传感器30产生的信号的评估单元35相连接。评估单元35与用于参考图案的存储器36互连且构造成，将由传感器30接收的信号的图案与至少一个被储存在存储器36中的参考图案相比较且产生该比较相应的信号，该信号本身被输入到用于收集器1的运行参数的控制装置38中。控制装置38在此处所描述的实施方式的情形中相应地控制泵16,21(图2)、压力产生单元39或摆动单元9的驱动器40，以便于在收集器11的运行中持续地最佳地保持聚光器13的取向或者其弯曲。
总而言之示出了一个反射器单元，其构造成带有在压力仓中被展开的、在运行中被加载压力的聚光器膜片的槽式收集器，其中，用于运行参数的控制装置构造成，改变用于加载在聚光器膜片上负的运行压力的参数和/或用于聚光器膜片的张紧设备的运行张紧力，以使得其弯曲变化。
在这一点上应强调的是，按照反射器单元(此处收集器1)的构型最不同的运行参数影响其反射器(此处聚光器13)的反射特性。聚光器13的压力负荷或者其相对太阳位置的取向因此仅是这些运行参数的示例。另外的运行参数例如构成经由框架2被导入到聚光器13中的应力，以便聚光器在运行压力下呈现期望的球形的弯曲。按照反射器单元的具体的构造方案，本领域技术人员将选择这样的运行参数，即其确定反射器的最佳的反射特性且相应地设计反射器单元的评估单元以及控制装置。
优选地，第一组运行参数涉及反射器的表面的弯曲的几何形状且/或另一组运行参数涉及反射器相对入射到其上的辐射的取向。
图4示意性地显示了本发明的另一实施方式，其中，示出了穿过槽式收集器的压力仓50的一半的横截面。未示出的另一半关于对称线51相对示出的一半对称。为了附图的简洁，另外的部件如其示例地在图3中示出的那样被删除。
上部的透明的膜片52和下部的膜片53构成布置在框架54处的压力仓50，其包围聚光器组件55。在所显示的实施方式的情形中，聚光器组件55包括三个部分彼此相交放置的聚光器膜片56至58，其中最上部的聚光器膜片56设有起反射作用的层。沿着其外棱边，聚光器膜片56至58彼此叠置地通过纵向轨道59被固定地抓住，纵向轨道本身经由夹紧元件60与框架54相连接。沿着其内侧处，膜片56至58单独布置在中间带62处，其中，膜片58和59此处同样借助夹紧元件61和62被固定。三个风机63至65表示了在由膜片56至58构成的空间中的对于运行而言必要的压力。该布置在文件WO 2010/037243中已描述且对于本领域技术人员而言为已知的。通过仅部分区段地彼此叠置的膜片56至58得出带有起反射作用的膜片56的不同的球形弯曲的三个截段66至68，由此膜片56的弯曲以改善的方式近似于抛物线且辐射相应以改善的方式朝向吸收管69被聚集且因此达到较高的聚集度。
当前，设置有四个压力腔，即压力仓50的上部的区域70、压力仓的下部的区域71以及在聚光器膜片56至58和三个夹紧元件60至62之间的第一和第二压力腔72,73，或者设置四个关于压力的运行参数和三个关于张紧力的运行参数，其中，这些运行参数中的每个的偏差引起收集器的可达到的聚集度的降低。如所提及的那样，按照具体的设计同样存在其它的运行参数，或在简单的或单独的实施方案中仅存在唯一一个运行参数。然而如下适用于所有运行参数，即设计具体的收集器的本领域技术人员辨认出对收集器的作用方式的影响且因此在聚集度具有不期望的偏差的情形下可定义相应的运行参数的所显示的修正。
测量点31处在布置在压力仓50中的轨道75上，其在压力仓50中的悬架76仅示意性地通过固定装置72示出。每个截段66至68设置有至少一个测量点31、优选地10个、特别优选地20个或多于20个。在此，在每个测量点31处可布置有传感器30或例如玻璃纤维导线，如其结合图2所描述的那样。
传感器30测量当前经反射的辐射的预先确定的特征，此处为强度或者能量密度(W/m2)，其是用于期望的聚集度的直接的度量。因为此时不是太阳光线的功率的总和、而是能量密度的分布应被探测，所以如下有意义，即轨道75布置成与吸收管69间隔，一方面以便传感器30构造成市售的(且因而低成本的且耐用的)光电元件且另一方面以便在无设计方面问题的情形下可设置有足够数量或者较高数量的测量点31，以便于以简单的方式确保测量的期望的较高的精度。
换而言之，附图显示了带有反射器的反射器单元的一个优选的实施方式，其在横截面上至少近似呈抛物线形地构造成且其具有用于反射的辐射的吸收元件，并且其中，在吸收元件之前在辐射路径中的大量测量点如此布置成一列，即可沿着该横截面测量经反射的辐射。
图5定性地显示了在图4的实施方式中由传感器30确定的测量值78在聚光器组件55的正确的取向和弯曲的情形下的变化曲线。该测量值构成当前经反射的辐射的预先确定的特性的图案，此处是经反射的辐射的测得的强度图案。
通常是这样的，即由聚光器的外部的边缘区域反射的辐射的强度弱于来自放置在内部的边缘区域的辐射的强度。这是因为外部的边缘区域更强地朝向射入的太阳辐射倾斜，也就是说每个表面单元接收更少的辐射，且因为基于太阳的开启角度太阳辐射不平行地而是会聚地入射且相应地不平行地而是发散地被反射，从而使得来自外部的进一步远离的区域的可实现的聚集度被强制降低。
相应地，在附图中示出的测得的强度图案与处在曲线80至82上的测量值相符，这些曲线与来自截段66至68的测量值相符。在阴影的情形中，强度图案可根据曲线83至85得出。在聚光器的弯曲方面存在错误的情况下(参见图3的射入的太阳光线22和其经反射的光线23)是根据曲线86的强度图案。
上面提及如下，即根据曲线80至82的强度图案与在聚光器组件55的正确的弯曲的情形中收集器相对太阳位置的正确的取向相符。因此，在具体的情况下所采集的强度图案80至82被记录作为用于正确的或者理论的取向的取向参考强度图案且储存在用于参考图案的存储器36(图3)中。
优选地，另外的参考图案被储存，除了用于反射器相对太阳的正确的取向的取向参考强度图案之外，还有理论参考强度图案，其与反射器表面的弯曲的理论几何形状相符，或变形参考强度图案，其与反射器表面的弯曲的预先确定的变形相符，或本领域技术人员可按照需求来定义的另外的强度图案。
如果例如用于错误的取向的取向参考图案(特别优选地在射入的太阳辐射的两侧的取向参考图案)被储存在存储器36中且当前经反射的辐射的强度图案与在评估单元35中的这些参考图案相比较，则除了需要修正的位置之外修正的方向同时也可被辨认且通过控制装置38(图3)触发。优选地，从采集当前的强度图案直至通过控制装置进行的修正的这些步骤及时地进行。然而如下同样是可能的，即通过控制装置相隔地促动修正或依赖于操作人员的批准来进行修正。同样地如下是可能的，即通过控制装置进行的修正依赖于操作人员对当前测得的强度图案的解释来进行。在该情况中，评估单元35包括用于操作人员的传感器31的由其处理的信号的显示单元。
类似地可定义与反射器的理论弯曲的不期望的偏差且将其存储为参考图案，其中然后修正偶尔自动完成或由操作人员触发。备选地如下同样是可能的，即通过显示单元给操作人员显示当前经反射的辐射的强度图案，操作人员本身通过与预先确定的参考图案(例如正确的取向或正确的弯曲)的比较辨认出在反射器的当前的几何的特征中的错误且在偏差的情形中在由其定义的时刻手动改变相应的运行参数。
总的来说得到一种用于在其运行时测量用于辐射的反射器的方法，在其中，为了确定反射器的当前的反射特性在一定数量的至少一个设置在由反射器反射的辐射的路径中的测量点中测量当前经反射的辐射的预先确定的特性的图案且将其与预先确定的参考图案比较，其中，由该比较推断出反射器的当前的几何特征且在不期望的几何特征的情形中改变反射器的相应的运行参数。
尤其地，在该强度图案与参考强度图案存在不期望的偏差的情形中影响反射器的反射特性的参数被操控，以便于缩小强度图案的不期望的偏差的程度。
此外由上面所描绘的方法步骤得出一种运行方法，在其中，在第一步骤中确定待生成的参考图案、在第二步骤中确定附属于参考图案的运行参数，在第三步骤中在反射器单元处调整运行参数，在第四步骤中确定当前被反射的辐射的测量值且将其作为相应的参考图案储存在用于参考图案的存储器中。
为此，通过反射器单元相对射入其中的辐射的预先确定的取向可生成取向参考图案，其优选地根据变换的白天时间同样包括倾斜进入的太阳辐射。
另外，通过预先确定地不同的压力加载和/或构造成在压力仓中被加载以压力的作为聚光器膜片的反射器的张紧力可生成变形参考图案。
最后，通过反射器单元的运行参数的正确的设置可生成理论参考图案。
图6显示了本发明的另一种实施方式。示出了抛物面收集器90，其包括呈抛物面形的单镜91，单镜91布置在框架92上且对着共同的虚线显示的在其中布置有吸收元件94的焦点区域93取向。射入的太阳辐射95,95’作为经反射的辐射96,96’对着焦点区域93(也就是说吸收元件94)指向。这样的布置相比起利用槽式收集器(槽式收集器的理论上最大可能的聚集度为216，抛物面收集器的该值超过40000)可实现的聚集度原则上允许更高的聚集度。
在附图中显示了格栅97，在其棱角处是测量点31，该测量点此处以传感器30被占据。传感器30此处同样优选地测量当前由每个单镜91在相应的测量点31的位置处朝向焦点区域93反射的辐射的能量密度。
如果单镜91相同地构造且每个测量点31处在相对与其相关联的单镜91的相同的相对位置中，每个单镜91的测量点31足以辨认出相关联的单镜91的正确的/不正确的取向，因为在正确的取向的情形中每个传感器30测量反射的辐射96’的相同的强度。如果单镜91不相同地构造，根据上述实施方案在单镜91的取向的校准之后可采集和存储取向参考强度图案。
在未示出的实施方式的情形中对于每个单镜设置多个测量点，其除了单镜的取向之外还允许获取在弯曲中的偏差，类似于借助图3至5示出的方法。
带有设置在其处的测量点98的格栅97的构造和布置可由本领域技术人员人士借助具体的收集器容易地进行。
图7显示了穿过轨道26,27(图3)或者轨道75(图4)或格栅97的分支(图6)的横截面。
示出了穿过在轨道26,27或75上的传感器30的横截面，轨道本身具有呈箱形的轮廓100，其在一侧上敞开且在该处经由槽口101固定支撑板102。在支撑板102的面对轮廓100的内部的侧边103上存在用于布置在支撑板102的外侧105上的光电二极管106的信号的电子评估装置104。因为外部的侧边104面对聚光器13(图2)或者聚光器组件55(图4)，因此经反射的辐射6',7’,23(图2)照射到光电二极管106上。对于待获取的辐射而言透明的罩套107包围光电二极管且保护其免受污染。罩套107(其本身构造成型材)可被气相沉积有半透明的层108，以便降低射入的辐射6',7',23(图2)的强度，这允许常规的光电二极管的使用。本领域技术人员于是可如此地设计电子评估装置104，即其尽管由于涂层108而引起降低的辐射射入但是仍然将与实际反射的辐射相符的信号传输到评估单元35(图3)处。示意性地显示了信号线109，其从电子评估装置104延伸至线路32(图2)，该线路本身将电子装置104的信号引导至评估单元35(图3)。
在图2和3中所显示的轨道26,27或者图4的轨道75在聚光器13(图2,3)或聚光器组件55(图4)的弯曲的方向上延伸，其中布置在轨道26,27,75上的测量点31或者传感器30依次处在跟随聚光器13或者聚光器组件55的弯曲的线上。然而，本领域技术人员可在具体的情况中根据适应性确定测量点31的其它布置。
在图7中所显示的布置的情形中，轮廓100适宜地同时构成轨道26,27,75，而覆盖物108连续地构造或至少不设置在由光电二极管106和电子评估装置104构成的每个传感器30的位置处。

Claims (18)

1. 一种用于在用于辐射的反射器运行时测量该反射器的方法，其特征在于，为了确定所述反射器当前的反射特性在一定数量的至少一个在由所述反射器所反射的辐射(6',7’,23,95',96’)的路径中所设置的测量点(30)中测量当前所反射的辐射(6',7’,23,95',96’)的预先确定的特性的图案且将该图案与预先确定的参考图案(80至82,83至85)相比较，其中由所述比较推断出所述反射器的当前的几何特征且优选地在存在不期望的几何特征的情形下改变所述反射器的相应的运行参数。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，理论参考强度图案与所述反射器表面的弯曲的理论几何形状相符且当前测得的强度图案与理论参考强度图案的偏差被解释成所述反射器表面与其理论弯曲的偏差。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预先确定的变形的变形参考强度图案与所述反射器表面的弯曲相符且由与当前测得的强度图案的一致性推断出所述反射器表面当前的变形。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，取向参考强度图案与所述反射器相对于待反射的辐射的预先确定的取向相符且当前测得的强度图案与取向参考强度图案的偏差被解释成所述反射器表面与其理论取向的偏差。
5. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，多个测量点(31)沿着表现所述反射器的弯曲的特征的线来编组。
6. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述反射器构造成在运行中被压力加载的聚光器膜片(13,55)以用于对太阳辐射(6,7,22,96,97)进行聚光，并且其中通过所述至少一个测量点(30)测量经反射的太阳辐射(6',7',23,95’,96’)的强度。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在当前测得的强度图案与参考强度图案存在不期望的偏差的情形下操控影响所述反射器的反射特性的参数，以便于至少缩小所述强度图案的不期望的偏差的程度。
8. 一种用于实施根据权利要求1所述的方法的反射器单元，该反射器单元具有带有用于由其反射的辐射的路径的反射器，其特征在于一定数量的至少一个布置在所述辐射路径中的测量点(31)和与所述测量点相关联的传感器(30)以用于持续测量通过所述测量点(31)的布置给定的当前所反射的辐射(6',7',23,95’,96’)的预先确定的特性的图案，以及评估单元(35)以用于处理用于显示单元和/或用于所述反射器单元的运行参数的控制装置(38)的传感器(30)的信号。
9. 根据权利要求8所述的反射器单元，其特征在于，该反射器单元此外具有用于存储参考图案(80至82,83至85)的存储器(36)，并且所述评估单元(35)构造成用于将持续测得的图案持续地与所存储的参考图案(80至82,83至85)中的至少一个进行比较，产生与所述比较相符的信号，并且其中此外设置有用于所述反射器单元的运行参数的控制装置(38)，该控制装置构造成用于在所述反射器单元运行时根据由所述评估单元(35)传输的信号改变运行参数。
10. 根据权利要求8或9所述的反射器单元，其特征在于，第一组运行参数涉及所述反射器的表面的弯曲的几何形状，且/或另一组运行参数涉及所述反射器相对于射入到其上的辐射(6,7,22,96,97)的取向。
11. 根据权利要求8所述的反射器单元，其特征在于，所述反射器在横截面方面构造成至少近似呈抛物面形状且具有用于经反射的辐射(6',7',23,95',96')的吸收元件(8,69)，并且其中多个测量点(31)在所述吸收元件(8,69)之前在辐射路径中如此布置在一列中，即沿着该横截面可测量经反射的辐射(6',7',23,95',96')。
12. 根据权利要求8至11中任一项所述的反射器单元，其特征在于，该反射器单元构造成带有构造成聚光器(13,55)的反射器的太阳能收集器，其中所述至少一个传感器(30)构造用于测量在与其相关联的测量点(31)处存在的经反射的太阳辐射(6,7,22,96,97)的能量密度。
13. 根据权利要求12所述的反射器单元，其特征在于，所述传感器构造成光电二极管(106)。
14. 根据权利要求10和12所述的反射器单元，其特征在于，所述反射器单元构造成带有在压力仓(3,50)中被撑开的在运行中被压力加载的聚光器膜片(13,55)的槽式收集器，其中用于运行参数的所述控制装置(38)构造用于如此地改变用于加载在所述聚光器膜片(13,55)上的运行压力和/或用于所述聚光器膜片(55)的张紧设备(60至62)的运行张紧力的参数，即聚光器膜片的弯曲变化。
15. 一种用于运行根据权利要求8所述的反射器单元的方法，其特征在于，在第一步骤中确定待生成的参考图案(80至82,83至85)，在第二步骤中确定附属于所述参考图案(80至82,83至85)的运行参数，且在第三步骤中调整在所述反射器单元处的运行参数，接着在第四步骤中确定当前所反射的辐射(6',7',23,95',96')的测量值，且该测量值作为相应的参考图案(80至82,83至85)被储存在用于参考图案(80至82,83至85)的存储器中。
16. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，通过所述反射器单元相对于射入到其中的辐射的预先确定的取向生成取向参考图案(80至82,83至85)，该取向参考图案优选地根据变化的白天时间同样包括不同的倾斜地射入的太阳辐射。
17. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，通过在压力仓(3,50)中被加载以压力的构造成聚光器膜片(13,55)的反射器的预先确定的不同的压力加载和/或张紧生成变形参考图案(80至82,83至85)。
18. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，通过所述反射器单元的运行参数的正确设置生成相应的理论参考图案(80至82,83至85)。
CN2012800060637A 2011-01-28 2012-01-30 用于测量反射器的反射特性的方法和装置 Pending CN103459940A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH00144/11A CH704394A2 (de) 2011-01-28 2011-01-28 Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Reflektionseigenschaften eines Reflektors.
CH144/11 2011-01-28
PCT/CH2012/000024 WO2012100363A2 (de) 2011-01-28 2012-01-30 Verfahren und vorrichtung zur messung der reflektionseigenschaften eines reflektors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103459940A true CN103459940A (zh) 2013-12-18

Family

ID=45818978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012800060637A Pending CN103459940A (zh) 2011-01-28 2012-01-30 用于测量反射器的反射特性的方法和装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20140071439A1 (zh)
EP (1) EP2668453A2 (zh)
CN (1) CN103459940A (zh)
CH (1) CH704394A2 (zh)
CL (1) CL2013002159A1 (zh)
MA (1) MA34919B1 (zh)
WO (1) WO2012100363A2 (zh)
ZA (1) ZA201305692B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107076463A (zh) * 2014-10-31 2017-08-18 赫利奥维斯股份有限公司 利用充胀式聚焦集中器垫来集中太阳辐射的设备
CN107110561A (zh) * 2014-10-31 2017-08-29 赫利奥维斯股份有限公司 利用充胀式聚焦集中器垫来集中太阳辐射的设备
CN107110562A (zh) * 2014-10-31 2017-08-29 赫利奥维斯股份有限公司 用于锚固充胀式聚焦集中器垫的设备
CN107148542A (zh) * 2014-10-31 2017-09-08 赫利奥维斯股份有限公司 利用充胀式聚焦集中器垫来集中太阳辐射的设备
CN107208932A (zh) * 2014-12-19 2017-09-26 赫利奥维斯股份有限公司 集中太阳辐射的设备

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014019588A1 (de) * 2014-12-30 2016-06-30 erfis GmbH CSP Tracking
SE1850391A1 (en) 2018-04-07 2019-10-08 Absolicon Solar Collector Ab Method and arrangement for verifying reflector surfaces of parabolic trough solar collectors

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7667833B1 (en) * 2006-06-28 2010-02-23 Sandia Corporation Alignment method for parabolic trough solar concentrators
CN101657685A (zh) * 2006-09-27 2010-02-24 空气光能源Ip有限公司 辐射收集器
WO2010037243A2 (de) * 2008-09-30 2010-04-08 Airlight Energy Ip Sa Sonnenkollektor

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL114261A0 (en) * 1995-06-22 1995-10-31 Yeda Res & Dev System for control of heliostat field
US8294886B1 (en) * 2006-06-28 2012-10-23 Sandia Corporation Alignment method for solar collector arrays
ES2548879T3 (es) * 2008-03-28 2015-10-21 Airlight Energy Ip Sa Colector parabólico para una central solar
US20100139644A1 (en) * 2008-10-29 2010-06-10 Brightsource Industries (Israel), Ltd. Heliostat calibration
WO2011149589A1 (en) * 2010-05-24 2011-12-01 Cogenra Solar, Inc. Concentrating solar energy collector
WO2012083383A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Heliostat calibration and control

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7667833B1 (en) * 2006-06-28 2010-02-23 Sandia Corporation Alignment method for parabolic trough solar concentrators
CN101657685A (zh) * 2006-09-27 2010-02-24 空气光能源Ip有限公司 辐射收集器
WO2010037243A2 (de) * 2008-09-30 2010-04-08 Airlight Energy Ip Sa Sonnenkollektor

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107076463A (zh) * 2014-10-31 2017-08-18 赫利奥维斯股份有限公司 利用充胀式聚焦集中器垫来集中太阳辐射的设备
CN107110561A (zh) * 2014-10-31 2017-08-29 赫利奥维斯股份有限公司 利用充胀式聚焦集中器垫来集中太阳辐射的设备
CN107110562A (zh) * 2014-10-31 2017-08-29 赫利奥维斯股份有限公司 用于锚固充胀式聚焦集中器垫的设备
CN107148542A (zh) * 2014-10-31 2017-09-08 赫利奥维斯股份有限公司 利用充胀式聚焦集中器垫来集中太阳辐射的设备
US10309688B2 (en) 2014-10-31 2019-06-04 Heliovis Ag Apparatus for concentrating solar radiation with inflatable concentrator cushion
CN107076463B (zh) * 2014-10-31 2019-10-25 赫利奥维斯股份有限公司 利用充胀式聚焦集中器垫来集中太阳辐射的设备
CN107148542B (zh) * 2014-10-31 2019-10-25 赫利奥维斯股份有限公司 利用充胀式聚焦集中器垫来集中太阳辐射的设备
CN107110562B (zh) * 2014-10-31 2019-10-25 赫利奥维斯股份有限公司 用于锚固充胀式聚焦集中器垫的设备
CN107110561B (zh) * 2014-10-31 2019-12-03 赫利奥维斯股份有限公司 利用充胀式聚焦集中器垫来集中太阳辐射的设备
US11402129B2 (en) 2014-10-31 2022-08-02 Heliovis Ag Device for the concentration of solar radiation, comprising an inflatable concentrator cushion
CN107208932A (zh) * 2014-12-19 2017-09-26 赫利奥维斯股份有限公司 集中太阳辐射的设备
CN107208932B (zh) * 2014-12-19 2019-10-25 赫利奥维斯股份有限公司 集中太阳辐射的设备

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012100363A2 (de) 2012-08-02
ZA201305692B (en) 2016-07-27
US20140071439A1 (en) 2014-03-13
WO2012100363A3 (de) 2013-08-22
CL2013002159A1 (es) 2014-03-07
CH704394A2 (de) 2012-07-31
MA34919B1 (fr) 2014-02-01
EP2668453A2 (de) 2013-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103459940A (zh) 用于测量反射器的反射特性的方法和装置
CN101842644B (zh) 太阳光跟踪传感器的方位设定、计测、再调整方法以及太阳光聚光装置
US8490618B2 (en) Solar receiver
CN102077035B (zh) 定日镜的校正方法及其校正装置
CN102084191B (zh) 用于太阳能发电装置的槽式集热器
US20100071683A1 (en) Fresnel solar collector arrangement
CN107167092B (zh) 一种基于多目图像识别的定日镜面形检测系统及方法
CN102187162B (zh) 太阳能收集器
AU2006284284B2 (en) Fresnel solar collector arrangement
JP2013545958A (ja) いくつかのセクションから成る集光器配列を備えた太陽熱収集器
CN102914063A (zh) 辐射收集器
JP2011520159A (ja) 太陽集光装置用の大型ディッシュ反射器を製造する方法
CN104266395B (zh) 一种框架以及具有该框架的太阳能集热装置
JP2018002133A (ja) 局所集光及び両面太陽電池を使用した小型太陽発電機を装備した飛行船
CN103459942A (zh) 曲面定日镜
CN103250010A (zh) 具有定日镜场的太阳能中央接收器系统
CN102252441B (zh) 高次聚焦集成光热收集系统
US20110265783A1 (en) solar energy collecting system
CN105324935B (zh) 用于高效率定焦聚光式太阳能热发电厂的装置和方法
CN103958983A (zh) 换能器聚能器系统
US9605876B2 (en) Receiver system for a fresnel solar plant
CN202018534U (zh) 一种菲涅尔聚集装置
CN107407502A (zh) Csp追踪
CN101587235B (zh) 一种挠曲柱面聚光镜组构造
CN204065838U (zh) 牵拉式太阳能聚光跟踪装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20131218