CN105485945B - 一种太阳能光热发电用集光镜镜面防霜装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能光热发电用集光镜镜面防霜装置,其第一驱动电机安装在集光镜后方的地面上,并与第一卷轴相固连,第一卷轴安装在地面上;第二驱动电机安装在集光镜前方的镜场立柱上,并与第二卷轴相固连,第二卷轴安装在镜场立柱上,第一卷轴与第二卷轴相平行;在集光镜镜架上加装有转向导轮;牵引绳一端连接在第一卷轴上,另一端绕过转向导轮并连接在第二卷轴上;牵引绳共设置有两根且分别位于集光镜左右两侧;热辐射反射保温膜位于集光镜正上方且固定连接在两条牵引绳之间。防霜方法步骤为:在镜场内布置气象站,通过气象站实时采集镜场内的温度、湿度及风速气象数据,根据气象站采集的气象数据进行热辐射反射保温膜的释放或收起动作。

Description

一种太阳能光热发电用集光镜镜面防霜装置及方法
技术领域
本发明属于太阳能光热发电技术领域,特别是涉及一种太阳能光热发电用集光镜镜面防霜装置及方法。
背景技术
利用曲面集光镜来聚焦太阳光,并通过聚焦的太阳光加热导热油、熔融盐或水等导热介质,再将高温导热介质送入储热塔,可使储热塔内的温度升高到400℃以上,此时利用水泵把冷水通入储热塔内部进行热交换,进而生产出高温高压水蒸气,最终通过高温高压水蒸气推动汽轮机组进行发电,上述发电方式就被称为太阳能光热发电,特别是在太阳能资源丰富的地区,太阳能光热发电效率可达到24%左右。
目前,在国外的太阳能光热发电厂大多建在炎热的沙漠地区,不但气候干旱少雨,而且没有霜降和降雪,光热发电效率十分稳定。而我国的太阳能光热发电厂大多建在内蒙古、新疆、西藏等荒漠地区,而这些地区普遍处在高纬度和高海拔地带,霜降现象十分普遍,当集光镜的镜面表面结上一层霜后,会导致集光镜聚焦太阳光的能力会严重下降,进而直接影响到光热发电效率。
特别是在冬季,光照时间本来就很短,从夜晚降温后开始结霜,直到第二天太阳升起后结霜才开始逐渐自然消散,而从太阳升起到结霜自然消散期间至少需要花费数个小时,本该高效进行的太阳光加热导热介质的过程,由于集光镜镜面结霜导致加热过程变得的低效,直接后果就是储热塔内的温度不达标,进而导致光热发电效率降低。
为此,技术人员曾想采用人工方式除霜,但是考虑到镜场面积太大,人力和物力成本将成为严重的制约条件,从而导致人工方式除霜很难实际应用。技术人员又考虑从镜面结霜的原理出发,想从源头避免结霜现象的发生,但是技术人员查找了诸多相关技术资料后,仍没有发现任何一种适用于大面积镜场且能够有效避免集光镜镜面结霜的技术。因此,如果不能尽快找到一种有效的镜面防霜技术,将严重制约我国太阳能光热发电技术的正常发展。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供一种太阳能光热发电用集光镜镜面防霜装置及方法,能够有效防止集光镜镜面结霜,保证储热塔内温度,提高光热发电效率。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种太阳能光热发电用集光镜镜面防霜装置,包括热辐射反射保温膜及热辐射反射保温膜收放机构,所述热辐射反射保温膜收放机构包括第一驱动电机、第一卷轴、第二驱动电机、第二卷轴及牵引绳,所述第一驱动电机安装在集光镜后方的地面上,所述第一卷轴与第一驱动电机的电机轴相固连,第一卷轴通过轴承座安装在地面上;所述第二驱动电机安装在集光镜前方的镜场立柱上,第二卷轴与第二驱动电机的电机轴相固连,第二卷轴通过轴承座安装在镜场立柱上,第一卷轴与第二卷轴相平行;在所述集光镜的镜架上加装有转向导轮,转向导轮通过转向导轮安装杆固定在镜架上;所述牵引绳一端连接在第一卷轴上,牵引绳另一端绕过转向导轮并连接在第二卷轴上;所述牵引绳共设置有两根,两根牵引绳分别位于集光镜左右两侧;所述热辐射反射保温膜的形状呈矩形,热辐射反射保温膜位于集光镜正上方,且热辐射反射保温膜固定连接在两条牵引绳之间。
采用所述的太阳能光热发电用集光镜镜面防霜装置的防霜方法,包括如下步骤:
步骤一:在太阳能光热发电厂的镜场内布置气象站,通过气象站实时采集镜场内的气象数据,气象数据包括温度、湿度及风速;
步骤二:太阳落山直至第二天太阳升起期间,根据气象站实时采集的气象数据,进行热辐射反射保温膜的释放或收起动作。
当第二天太阳升起时,且热辐射反射保温膜处于释放状态时,进行热辐射反射保温膜的收起动作。
当气象数据中的温度>-5℃时,热辐射反射保温膜始终处于收起状态。
当气象数据中的温度≤-5℃时,同时气象数据中的湿度≥65%、风速≤1.8m/s时,进行热辐射反射保温膜的释放动作。
当气象数据中的温度≤-5℃时,同时气象数据中的湿度<65%时,热辐射反射保温膜始终处于收起状态。
当气象数据中的温度≤-5℃时,同时气象数据中的风速>1.8m/s时,热辐射反射保温膜始终处于收起状态。
进行热辐射反射保温膜的释放动作时,热辐射反射保温膜首先处于收起状态并卷在第一卷轴上,然后控制第一驱动电机、第二驱动电机同步正向转动,第二卷轴进行收绳动作,同时热辐射反射保温膜逐渐从第一卷轴上被释放,直到热辐射反射保温膜处于集光镜正上方,此时控制第一驱动电机、第二驱动电机同步停止,热辐射反射保温膜释放完成。
进行热辐射反射保温膜的收起动作时,热辐射反射保温膜首先处于释放状态并位于集光镜正上方,然后控制第一驱动电机、第二驱动电机同步反向转动,第二卷轴进行放绳动作,同时热辐射反射保温膜逐渐卷到第一卷轴上,直到热辐射反射保温膜完全卷在第一卷轴上,此时控制第一驱动电机、第二驱动电机同步停止,热辐射反射保温膜收起完成。
本发明的有益效果:
本发明用于太阳能光热发电厂后,在冬季夜间温度较低时,通过在集光镜正上方遮盖一层热辐射反射保温膜,而热辐射反射保温膜可以防止集光镜的热量通过热辐射的方式快速散失掉,使集光镜自身的温度维持在较高状态,避免了集光镜镜面结霜现象的发生。当太阳升起后,由于集光镜镜面不再有结霜出现,可以高效加热导热介质,从而保证了储热塔内温度,最终提高光热发电效率。
附图说明
图1为本发明的一种太阳能光热发电用集光镜镜面防霜装置(热辐射反射保温膜处于释放状态)结构示意图;
图2为本发明的一种太阳能光热发电用集光镜镜面防霜装置(热辐射反射保温膜处于收起状态)结构示意图;
图中,1—热辐射反射保温膜,2—第一驱动电机,3—第一卷轴,4—第二驱动电机,5—第二卷轴,6—集光镜,7—镜场立柱,8—镜架,9—转向导轮,10—牵引绳,11—转向导轮安装杆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1、2所示,一种太阳能光热发电用集光镜镜面防霜装置,包括热辐射反射保温膜1及热辐射反射保温膜收放机构,所述热辐射反射保温膜收放机构包括第一驱动电机2、第一卷轴3、第二驱动电机4、第二卷轴5及牵引绳10,所述第一驱动电机2安装在集光镜6后方的地面上,所述第一卷轴3与第一驱动电机2的电机轴相固连,第一卷轴3通过轴承座安装在地面上;所述第二驱动电机4安装在集光镜6前方的镜场立柱7上,第二卷轴5与第二驱动电机4的电机轴相固连,第二卷轴5通过轴承座安装在镜场立柱7上,第一卷轴3与第二卷轴4相平行;在所述集光镜6的镜架8上加装有转向导轮9,转向导轮9通过转向导轮安装杆11固定在镜架8上;所述牵引绳10一端连接在第一卷轴3上,牵引绳10另一端绕过转向导轮9并连接在第二卷轴5上;所述牵引绳10共设置有两根,两根牵引绳10分别位于集光镜6左右两侧;所述热辐射反射保温膜1的形状呈矩形,热辐射反射保温膜1位于集光镜6正上方,且热辐射反射保温膜1固定连接在两条牵引绳10之间。
本实施例中,热辐射反射保温膜1采用高密度聚乙烯膜,第一驱动电机2、第二驱动电机4采用伺服电机。
采用所述的太阳能光热发电用集光镜镜面防霜装置的防霜方法,包括如下步骤:
步骤一:在太阳能光热发电厂的镜场内布置气象站,通过气象站实时采集镜场内的气象数据,气象数据包括温度、湿度及风速;
步骤二:太阳落山直至第二天太阳升起期间,根据气象站实时采集的气象数据,进行热辐射反射保温膜1的释放或收起动作。
当第二天太阳升起时,且热辐射反射保温膜1处于释放状态时,进行热辐射反射保温膜1的收起动作。
当气象数据中的温度>-5℃时,热辐射反射保温膜1始终处于收起状态。
当气象数据中的温度≤-5℃时,同时气象数据中的湿度≥65%、风速≤1.8m/s时,进行热辐射反射保温膜1的释放动作。
当气象数据中的温度≤-5℃时,同时气象数据中的湿度<65%时,热辐射反射保温膜1始终处于收起状态。
当气象数据中的温度≤-5℃时,同时气象数据中的风速>1.8m/s时,热辐射反射保温膜1始终处于收起状态。
进行热辐射反射保温膜1的释放动作时,热辐射反射保温膜1首先处于收起状态并卷在第一卷轴3上,然后控制第一驱动电机2、第二驱动电机4同步正向转动,第二卷轴5进行收绳动作,同时热辐射反射保温膜1逐渐从第一卷轴3上被释放,直到热辐射反射保温膜1处于集光镜6正上方,此时控制第一驱动电机2、第二驱动电机4同步停止,热辐射反射保温膜1释放完成。
进行热辐射反射保温膜1的收起动作时,热辐射反射保温膜1首先处于释放状态并位于集光镜6正上方,然后控制第一驱动电机2、第二驱动电机4同步反向转动,第二卷轴5进行放绳动作,同时热辐射反射保温膜1逐渐卷到第一卷轴3上,直到热辐射反射保温膜1完全卷在第一卷轴3上,此时控制第一驱动电机2、第二驱动电机4同步停止,热辐射反射保温膜1收起完成。
在冬季夜间温度较低时,本发明通过在集光镜6正上方遮盖一层热辐射反射保温膜1,而热辐射反射保温膜1可以防止集光镜6的热量通过热辐射的方式快速散失掉,使集光镜6自身的温度维持在较高状态,避免了集光镜6镜面结霜现象的发生。当太阳升起后,由于集光镜6镜面不再有结霜出现,可以高效加热导热介质,从而保证了储热塔内温度,最终提高光热发电效率。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围,凡未脱离本发明所为的等效实施或变更,均包含于本案的专利范围中。

Claims (3)

1.一种太阳能光热发电用集光镜镜面防霜方法,采用了太阳能光热发电用集光镜镜面防霜装置,装置包括热辐射反射保温膜及热辐射反射保温膜收放机构,所述热辐射反射保温膜收放机构包括第一驱动电机、第一卷轴、第二驱动电机、第二卷轴及牵引绳,所述第一驱动电机安装在集光镜后方的地面上,所述第一卷轴与第一驱动电机的电机轴相固连,第一卷轴通过轴承座安装在地面上;所述第二驱动电机安装在集光镜前方的镜场立柱上,第二卷轴与第二驱动电机的电机轴相固连,第二卷轴通过轴承座安装在镜场立柱上;在所述集光镜的镜架上加装有转向导轮,转向导轮通过转向导轮安装杆固定在镜架上;所述牵引绳一端连接在第一卷轴上,牵引绳另一端绕过转向导轮并连接在第二卷轴上;所述牵引绳共设置有两根,两根牵引绳分别位于集光镜左右两侧;所述热辐射反射保温膜的形状呈矩形,热辐射反射保温膜位于集光镜正上方,且热辐射反射保温膜固定连接在两条牵引绳之间,其特征在于:防霜方法包括如下步骤:
步骤一:在太阳能光热发电厂的镜场内布置气象站,通过气象站实时采集镜场内的气象数据,气象数据包括温度、湿度及风速;
步骤二:太阳落山直至第二天太阳升起期间,根据气象站实时采集的气象数据,进行热辐射反射保温膜的释放或收起动作;当第二天太阳升起时,且热辐射反射保温膜处于释放状态时,进行热辐射反射保温膜的收起动作;当气象数据中的温度>-5℃时,热辐射反射保温膜始终处于收起状态;当气象数据中的温度≤-5℃时,同时气象数据中的湿度≥65%、风速≤1.8m/s时,进行热辐射反射保温膜的释放动作;当气象数据中的温度≤-5℃时,同时气象数据中的湿度<65%时,热辐射反射保温膜始终处于收起状态;当气象数据中的温度≤-5℃时,同时气象数据中的风速>1.8m/s时,热辐射反射保温膜始终处于收起状态。
2.根据权利要求1所述的太阳能光热发电用集光镜镜面防霜方法,其特征在于:进行热辐射反射保温膜的释放动作时,热辐射反射保温膜首先处于收起状态并卷在第一卷轴上,然后控制第一驱动电机、第二驱动电机同步正向转动,第二卷轴进行收绳动作,同时热辐射反射保温膜逐渐从第一卷轴上被释放,直到热辐射反射保温膜处于集光镜正上方,此时控制第一驱动电机、第二驱动电机同步停止,热辐射反射保温膜释放完成。
3.根据权利要求1所述的太阳能光热发电用集光镜镜面防霜方法,其特征在于:进行热辐射反射保温膜的收起动作时,热辐射反射保温膜首先处于释放状态并位于集光镜正上方,然后控制第一驱动电机、第二驱动电机同步反向转动,第二卷轴进行放绳动作,同时热辐射反射保温膜逐渐卷到第一卷轴上,直到热辐射反射保温膜完全卷在第一卷轴上,此时控制第一驱动电机、第二驱动电机同步停止,热辐射反射保温膜收起完成。
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