CN105387953A - 碟式太阳能光热发电设备及聚光器光斑温度检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请所提供的聚光器光斑温度检测装置，包括支架和设置于支架上的受光靶，受光靶包括靶体和设置于靶体上并阵列排布的一组温度传感器，一组温度传感器均与信号处理模块连接，信号处理模块与信号输出模块连接；信号处理模块用于接收一组温度传感器的信号并生成温度强度数据图，信号输出模块用于输出温度强度数据图。光斑照射到受光靶上，每个温度传感器均接受照射并测量自身所在点位的温度值，并将信号传输给信号处理模块，信号处理模块生成温度强度数据图，信号输出模块可以输出信号，实现了提供一种能够检测碟式太阳能光热发电聚光器焦平面光斑温度分布的装置。本申请还提供了一种包括上述聚光器光斑温度检测装置的碟式太阳能光热发电设备。

Description

碟式太阳能光热发电设备及聚光器光斑温度检测装置

技术领域

本申请涉及光热太阳能设备技术领域，更具体地说，涉及一种聚光器光斑温度检测装置。本申请还涉及一种包括上述聚光器光斑温度检测装置的碟式太阳能光热发电设备。

背景技术

随着环境问题日益严重，绿色能源越来越受到重视，风能、太阳能、生物质能随之便被陆续开发利用。太阳能因其储量大、分布广、利用方式多等特征被普遍看好，得到世界各国的重视，成为代替常规能源的新能源之一。

目前，利用太阳能发电的主要形式有光伏和光热两种。根据聚光形式的不同，太阳能光热发电又可以分为槽式、塔式、碟式，其中碟式太阳能光热发电具有高聚光比，其光斑具有较高的能量密度，能提高热机工作温度，从而获得较高的发电效率，因此，碟式太阳能光热发电在国际上得到广泛关注。但是碟式太阳能光热发电对焦平面温度差要求较高，如果光斑温度分布严重不均将影响热机热头吸收太阳能的效率，影响热机运行的稳定性和使用寿命，甚至有可能损坏热头。

因此，如何提供一种能够检测碟式太阳能光热发电聚光器焦平面光斑温度分布的装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种聚光器光斑温度检测装置，以实现提供一种能够检测碟式太阳能光热发电聚光器焦平面光斑温度分布的装置。本申请还提供了一种包括上述聚光器光斑温度检测装置的碟式太阳能光热发电设备。

为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种聚光器光斑温度检测装置，包括支架和设置于支架上的受光靶，受光靶包括靶体和设置于靶体上并阵列排布的一组温度传感器，一组温度传感器均与信号处理模块连接，信号处理模块与信号输出模块连接；信号处理模块用于接收一组温度传感器的信号并生成温度强度数据图，信号输出模块用于输出温度强度数据图。

可选的，还包括用于对靶体冷却的冷却装置。

可选的，靶体包括相对设置前端板、后端板和密封于二者周圈的密封板，前端板和后端板上设置于垂直与其表面且贯通二者的隔离管阵列，隔离管阵列的每个隔离管中均插装有一根温度传感器，温度传感器前端朝向前端板方向设置，靶体上设置有冷却水进口和冷却水出口，且前端板与后端板之间位于隔离管外侧空间内装有冷却水。

可选的，隔离管内位于温度传感器的外侧设置有绝热层。

可选的，温度传感器的前端面与前端板的板面齐平。

可选的，信号输出模块为显示屏。

可选的，一组温度传感器排列为均布矩形阵列、均布圆环形阵列或者内圈密而外圈疏的非均布圆环形阵列。

可选的，支架包括底横架和设置于底架上的竖架，受光靶上设置有安装座，受光靶通过安装座可上下调节的设置于竖架上，且竖架可左右调节的套装于底横架上。

可选的，温度传感器与信号处理模块通过屏蔽线连接。

本申请还提供一种碟式太阳能光热发电设备，包括碟式聚光器和设置于其焦平面上的聚光器光斑温度检测装置，聚光器光斑温度检测装置为上述任一项的聚光器光斑温度检测装置。

本申请所提供的聚光器光斑温度检测装置，包括支架和设置于支架上的受光靶，受光靶包括靶体和设置于靶体上并阵列排布的一组温度传感器，一组温度传感器均与信号处理模块连接，信号处理模块与信号输出模块连接；信号处理模块用于接收一组温度传感器的信号并生成温度强度数据图，信号输出模块用于输出温度强度数据图。支架起到支撑作用，聚光器的光斑照射到其上的受光靶上，每个温度传感器均接受照射并测量自身所在点位的温度值，并将信号传输给信号处理模块，信号处理模块生成温度强度数据图，其为一个温度场的图，能够显示光斑位于不同点位的温度强度，信号处理模块与信号输出模块连接，信号输出模块可以将该温度强度数据图输出成人可以观测识别的信号。采用这种结构，实现了提供一种能够检测碟式太阳能光热发电聚光器焦平面光斑温度分布的装置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请所提供的碟式太阳能光热发电设备的结构示意图；

图2为本申请所提供的聚光器光斑温度检测装置的侧向剖视图；

图3为本申请所提供的聚光器光斑温度检测装置的后视图；

图4为本申请所提供的聚光器光斑温度检测装置的隔离管与温度传感器安装结构示意图；

上图中：1为碟式聚光器、2为受光靶、3为屏蔽线、4为信号处理模块、5为信号输出模块、6为支架、7为靶体、8为温度传感器、9为绝热层、10为前端板、11为隔离管、12为后端板、13为隔离管与温度传感器组合结构、14为底横架、15为竖架。

具体实施方式

本申请提供了一种聚光器光斑温度检测装置，实现了提供一种能够检测碟式太阳能光热发电聚光器焦平面光斑温度分布的装置。本申请还提供了一种包括上述聚光器光斑温度检测装置的碟式太阳能光热发电设备。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请所提供的碟式太阳能光热发电设备的结构示意图；图2为本申请所提供的聚光器光斑温度检测装置的侧向剖视图；图3为本申请所提供的聚光器光斑温度检测装置的后视图；图4为本申请所提供的聚光器光斑温度检测装置的隔离管与温度传感器安装结构示意图。

本申请提供的聚光器光斑温度检测装置，包括支架6和设置于支架6上的受光靶2，受光靶2包括靶体7和设置于靶体7上并阵列排布的一组温度传感器8，靶体7一般采用耐高温的材料，这样不易被光斑烧坏，一组温度传感器8排成阵列，均与信号处理模块4连接，信号处理模块4与信号输出模块5连接；信号处理模块4用于接收一组温度传感器8的信号并生成温度强度数据图，信号输出模块5用于输出温度强度数据图。信号输出模块5一般为显示屏，用显示屏显示温度强度数据图，以渐变的不同颜色显示该数据图，温度高处显示深红色，温度低处显示浅红色、浅黄色等。需要说明的是，这里的温度传感器8最好选用热电偶，当然，其他形式的温度传感器8也是可行的。

综上所述，支架6起到支撑作用，聚光器的光斑照射到其上的受光靶2上，每个温度传感器8均接受照射并测量自身所在点位的温度值，并将信号传输给信号处理模块4，信号处理模块4生成温度强度数据图，其为一个温度场的图，能够显示光斑位于不同点位的温度强度，信号处理模块4与信号输出模块5连接，信号输出模块5可以将该温度强度数据图输出成人可以观测识别的信号。采用这种结构，实现了提供一种能够检测碟式太阳能光热发电聚光器焦平面光斑温度分布的装置。

进一步的，还包括用于对靶体7冷却的冷却装置。冷却装置可以是风冷装置或者水冷装置，主要目的是对靶体7的材料冷却，防止其损坏。

更进一步的，冷却装置为水冷装置，主要以隔离管与温度传感器组合结构13实现，靶体7包括相对设置前端板10、后端板12和密封于二者周圈的密封板，这三者式靶体7形成一个密封空间，前端板10和后端板12上设置于垂直与其表面且贯通二者的隔离管阵列，每个隔离管11可以采用不锈钢管，需要说明的是，隔离管11的前端一定要开口，便于光斑照射，不能阻碍光斑照射，隔离管阵列的每个隔离管11中均插装有一根温度传感器8，温度传感器8前端朝向前端板10方向设置，且温度传感器8前端靠近隔离管11管口，这样便于光斑照射，靶体7上设置有冷却水进口和冷却水出口，且前端板10与后端板12之间位于隔离管11外侧空间内装有冷却水，用于冷却。采用这种设计是水冷设计，进一步的，冷却水进口和冷却水出口可以接入循环冷却水，实现时时流动，提高冷却效果。隔离管11内位于温度传感器8的外侧设置有绝热层9，该绝热层9将温度传感器8包裹，因为温度传感器8均是耐高温温度传感器，其不怕高温，但是冷却水会对其检测结果照成影响，为了降低或消除该影响，用绝热层9隔绝冷却水的影响。

更具体的，温度传感器8的前端面与前端板10的板面齐平。这样设计，可以以前端板10的板面来对温度传感器8的前端面定位，方便调校定位，使温度传感器8前端面正好在焦平面上，这样能够测量最准确的结果。

针对不同的光斑形状，一组温度传感器8排列为均布矩形阵列、均布圆环形阵列或者内圈密而外圈疏的非均布圆环形阵列。不同的形状的阵列适合不同形状的光斑，对应不同的聚光器，圆环形阵列的光斑尤其适合碟式聚光器1，当然，为了采集数据更准确，通常在光斑中心处采集更多的数据，所以可以设置密度不同的温度传感器8阵列，中心处温度传感器8密度更高。

为了实现灵活的对受光靶2调节，支架6包括底横架14和设置于底架上的竖架14，受光靶2上设置有安装座，受光靶2通过安装座可上下调节的设置于竖架14上，且竖架14可左右调节的套装于底横架14上。形成可调节的结构有多种形式，在可调节的部位可以采用滑轨连接，还可以采用腰孔的套装形式，当然，其他可调节的连接方式也是可行的。

另外，温度传感器8与信号处理模块4通过屏蔽线3连接。屏蔽线3可以防止其他信号干扰结果。

基于上述实施例中提供的聚光器光斑温度检测装置，本申请还提供了一种碟式太阳能光热发电设备，包括碟式聚光器1和设置于其焦平面上的聚光器光斑温度检测装置，聚光器光斑温度检测装置为上述任一实施例的聚光器光斑温度检测装置。

由于该碟式太阳能光热发电设备采用了上述实施例的聚光器光斑温度检测装置，所以该碟式太阳能光热发电设备由该聚光器光斑温度检测装置带来的有益效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种聚光器光斑温度检测装置，其特征在于，包括支架(6)和设置于所述支架(6)上的受光靶(2)，所述受光靶(2)包括靶体(7)和设置于所述靶体(7)上并阵列排布的一组温度传感器(8)，一组所述温度传感器(8)均与信号处理模块(4)连接，所述信号处理模块(4)与信号输出模块(5)连接；所述信号处理模块(4)用于接收一组所述温度传感器(8)的信号并生成温度强度数据图，所述信号输出模块(5)用于输出所述温度强度数据图。

2.如权利要求1所述的聚光器光斑温度检测装置，其特征在于，还包括用于对所述靶体(7)冷却的冷却装置。

3.如权利要求2所述的聚光器光斑温度检测装置，其特征在于，所述冷却装置为水冷装置，所述靶体(7)包括相对设置前端板、后端板和密封于二者周圈的密封板，所述前端板和所述后端板上设置于垂直与其表面且贯通二者的隔离管阵列，所述隔离管阵列的每个隔离管(11)中均插装有一根温度传感器(8)，所述温度传感器(8)前端朝向所述前端板方向设置，所述靶体(7)上设置有冷却水进口和冷却水出口，且所述前端板与所述后端板之间位于所述隔离管(11)外侧空间内装有冷却水。

4.如权利要求3所述的聚光器光斑温度检测装置，其特征在于，所述隔离管(11)内位于所述温度传感器(8)的外侧设置有绝热层(9)。

5.如权利要求4所述的聚光器光斑温度检测装置，其特征在于，所述温度传感器(8)的前端面与所述前端板的板面齐平。

6.如权利要求5所述的聚光器光斑温度检测装置，其特征在于，所述信号输出模块(5)为显示屏。

7.如权利要求6所述的聚光器光斑温度检测装置，其特征在于，一组所述温度传感器(8)排列为均布矩形阵列、均布圆环形阵列或者内圈密而外圈疏的非均布圆环形阵列。

8.如权利要求7所述的聚光器光斑温度检测装置，其特征在于，所述支架(6)包括底横架(14)和设置于所述底架上的竖架(14)，所述受光靶(2)上设置有安装座，所述受光靶(2)通过所述安装座可上下调节的设置于所述竖架(14)上，且所述竖架(14)可左右调节的套装于所述底横架(14)上。

9.如权利要求8所述的聚光器光斑温度检测装置，其特征在于，所述温度传感器(8)与所述信号处理模块(4)通过屏蔽线(3)连接。

10.一种碟式太阳能光热发电设备，包括碟式聚光器(1)和设置于其焦平面上的聚光器光斑温度检测装置，其特征在于，所述聚光器光斑温度检测装置为如权利要求1至9任一项所述的聚光器光斑温度检测装置。