CN105630008B - 一种太阳能光热发电跟踪系统及其精度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能光热发电跟踪系统精度检测装置，包括：指针，用于形成反射光在投影表盘上的投影；投影表盘，用于显示指针的投影位置；摄像机，用于采集投影表盘上的投影映射，并将采集信息发送给处理装置；处理装置，用于根据摄像机采集的信息计算跟踪系统的跟踪精度值。本发明所提供的精度检测装置采用投影成像测量方法，能迅速、准确地检测出太阳能光热发电反射镜跟踪系统的精度，并利用计算结果调整跟踪系统的参数达到满足设计需求，有效的提高了工作效率和光学聚能效率，在太阳能行业及其他含有抛物面反射镜跟踪系统的行业有着重要的意义。本发明还公开了一种包括上述精度检测装置的太阳能光热发电跟踪系统。

Description

一种太阳能光热发电跟踪系统及其精度检测装置

技术领域

本发明涉及太阳能光热发电跟踪系统领域，特别是涉及一种太阳能光热发电跟踪系统精度检测装置。此外，本发明还涉及一种包括上述精度检测装置的太阳能光热发电跟踪系统。

背景技术

随着地球资源日渐匮乏，同时，人们环境保护意识的增强，太阳能的使用已经越来越广泛。

太阳能光热发电反射镜跟踪系统的精度误差是系统性能的重要指标，为了获得高温，以使热效率最大化，一般跟踪系统的精度设定较高，如果跟踪精度差可能导致系统性能差，进而导致截获太阳光能量的损失造成整机发电效率降低，或并因集热器表面的超高热流密度而缩短寿命。

如图1所示，以蝶式太阳能光热发电系统为例，包括聚光碟11，聚光碟11的中心设有桁架12，桁架12上安装有发动机14，用于将光能传递给发电机，转换为电能，桁架12的下端还安装柱体13，柱体13的设置可以改变聚光碟11的上下以及左右位置，以保证聚光碟11轴中心线平行于太阳光。

目前，太阳能光热发电系统中反射镜跟踪系统的精度误差主要由机架制造误差、安装误差以及跟踪系统误差等造成，从而影响反射镜光学聚焦偏移，造成焦斑大小和能量分布不均匀，严重时更会导致集热器损坏。

然而，现有技术中，并没有专门用于检测太阳能光热发电反射镜跟踪系统精度的设备，也就无法判断跟踪精度的准确性。

因此，如何提高太阳能光热发电反射镜跟踪系统的跟踪精度，提高光学聚能效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能光热发电跟踪系统精度检测装置，该精度检测装置能够有效的检测太阳能光热发电跟踪系统的误差值，并提供数据调整跟踪系统的参数，有效的提高光学聚能效率。本发明的另一目的是提供一种包括上述精度检测装置的太阳能光热发电跟踪系统。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种太阳能光热发电跟踪系统精度检测装置，包括：

指针，用于形成反射光在投影表盘上的投影；

所述投影表盘，用于显示所述指针的投影位置；

摄像机，用于采集所述投影表盘上的投影映射，并将采集信息发送给处理装置；

所述处理装置，用于根据所述摄像机采集的信息计算跟踪系统的跟踪精度值；

其中，所述指针和所述投影表盘坐标轴原点的连线平行于所述跟踪系统的聚光轴中心线。

优选的，还包括支撑平台，用于支撑所述指针、所述投影表盘以及所述摄像机，所述支撑平台与所述跟踪系统中用于安装发动机的桁架固定连接。

优选的，所述支撑平台与所述桁架之间设有球头螺栓与球头，所述球头螺栓与所述球头用于调整所述支撑平台的高度以及左右位置。

优选的，所述支撑平台呈方形框架结构，所述指针与所述摄像机分别安装在所述支撑平台的对边边框上，所述支撑平台中间靠近所述摄像机的一端还设有用于安装所述投影表盘的横杆。

优选的，所述球头螺栓与所述球头共有四对，分别位于所述支撑平台的4个边角处。

优选的，所述投影表盘为环形透明塑料表盘。

优选的，所述投影表盘上设有坐标轴标度。

优选的，还包括安装在所述支撑平台上的水平仪，用于检测所述支撑平台是否水平。

优选的，所述水平仪的个数为两个，一个用于检测所述支撑平台的前后水平，另一个用于检测所述支撑平台的左右水平。

本发明还提供一种太阳能光热发电跟踪系统，包括上述任意一项所述的精度检测装置。

本发明所提供的精度检测装置，包括：指针，用于形成反射光在投影表盘上的投影；所述投影表盘，用于显示所述指针的投影位置；摄像机，用于采集所述投影表盘上的投影映射，并将采集信息发送给处理装置；所述处理装置，用于根据所述摄像机采集的信息计算跟踪系统的跟踪精度值；其中，所述指针和所述投影表盘坐标轴原点的连线平行于所述跟踪系统的聚光轴中心线。该精度检测装置采用投影成像测量方法，利用所述指针以及所述投影表盘，能迅速、准确地检测太阳能光热发电反射镜跟踪系统的精度，然后利用所述处理装置，计算精度误差值，可以利用计算结果调整跟踪系统的参数达到满足设计需求，有效的提高了工作效率和光学聚能效率，在太阳能行业及其他含有抛物面反射镜跟踪系统的行业有着重要的意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为现有技术中太阳能光热发电跟踪系统的结构示意图；

图2为本发明所提供的精度检测装置一种具体实施方式的结构示意图；

其中：11-聚光碟、12-桁架、13-柱体、14-发动机、21-指针、22-投影表盘、23-摄像机、24-支撑平台、25-球头螺栓、26-球头、27-水平仪。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种太阳能光热发电跟踪系统精度检测装置，该精度检测装置能够有效的提高光学聚能效率以及调整跟踪系统参数的工作效率。本发明的另一核心是提供一种包括上述精度检测装置的太阳能光热发电跟踪系统。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为本发明所提供的精度检测装置一种具体实施方式的结构示意图。

在该实施方式中，太阳能光热发电跟踪系统精度检测装置包括指针21、投影表盘22、摄像机23以及处理装置。

其中，指针21用于形成反射光在投影表盘22上的投影，投影表盘22用于显示指针21的投影位置，摄像机23用于采集投影表盘22上的投影映射，并将采集信息发送给处理装置，处理装置用于根据摄像机23采集的信息计算跟踪系统的跟踪精度值。

另外，指针21和投影表盘22坐标轴原点的连线平行于跟踪系统的聚光轴中心线，即由太阳能光热发电的反射镜反射的太阳光将指针21的投影映射到投影表盘22的坐标轴原点，当该跟踪系统的跟踪出现偏差时，指针21在投影表盘22上的投影便会发生偏移，摄像机23采集偏移信息并发送给处理装置，处理装置具体可以为电脑，处理装置通过计算，算出跟踪系统的精度误差。

该精度检测装置采用投影成像测量方法，利用指针21以及投影表盘22，能迅速、准确地检测太阳能光热发电反射镜跟踪系统的精度，然后利用处理装置，计算精度误差值，可以利用计算结果调整跟踪系统的参数达到满足设计需求，有效的提高了工作效率和光学聚能效率，在太阳能行业及其他含有抛物面反射镜跟踪系统的行业有着重要的意义。

进一步，该精度检测装置还包括支撑平台24，用于支撑指针21、投影表盘22以及摄像机23，支撑平台24与跟踪系统中用于安装发动机的桁架12固定连接，支撑平台24与桁架12之间可以采用螺栓紧固，螺栓连接不仅紧固效果好，而且方便拆装。

更进一步，为了方便指针21以及投影表盘22的位置调整，可以将指针21、投影表盘22固定安装在支撑平台24上，然后通过调整支撑平台24的位置，实现指针21与投影表盘22位置调整。

具体的，支撑平台24与桁架12之间设有球头螺栓25与球头26，球头螺栓25与球头26一对一配合使用，用于调整支撑平台24的高度以及左右位置。

选择球头螺栓25与球头26连接支撑平台24与桁架12，不仅可以保证支撑平台24的牢固性，而且可以实现支撑平台24的任意角度的调整，调整精度高。

更具体的，支撑平台24呈方形框架结构，指针21与摄像机23分别安装在支撑平台24的对边边框上，支撑平台24中间靠近摄像机23的一端还设有用于安装投影表盘22的横杆。即投影表盘22安装在指针21与摄像机23之间靠近摄像机23的一端，如此设置可以保证摄像机23获取的图像信息更清晰、准确，同时，投影表盘22与指针21之间具有一定的距离，以保证指针21的投影长度够长。

优选的，球头螺栓25与球头26共有四对，分别位于支撑平台24的4个边角处，用于调整支撑平台24的四个角的高度及左右位置。

当然，支撑平台24并不局限于为方形，球头螺栓25与球头26也不局限于为4对，能够稳定支撑指针21及投影表盘22，并且能够精确调整指针21及投影表盘22的位置的设计均可。

另外，投影表盘22可以为环形透明塑料表盘，以保证摄像机23能够摄取到指针21的投影。同时，投影表盘22上设有坐标轴标度，坐标轴标度是指单位长度所代表的数值，以方便跟踪系统跟踪误差的计算。

以如图1中所示的碟式太阳能光热发电系统为例，当安装本实施例中所给出的精度检测装置时，指针21和投影表盘22坐标轴原点的连线应当平行于聚光碟的轴中心线，当然，为了便于支撑平台24的调整，可以将碟式太阳能光热发电聚光碟跟踪系统的聚光碟聚光轴中心线调整为平行于水平面，然后仅需调整支撑平台24的高低以及左右位置即可；

然后，将该精度检测装置，即投影成像检测装置，安装在反射镜系统的桁架12上，并保证该装置的支撑平台24与反射镜跟踪系统的旋转坐水平标轴平行，在跟踪系统运行过程中不受遮挡，可完全接受对日跟踪的太阳光；

在有太阳光照的条件下，运行碟式太阳能光热发电聚光碟跟踪系统；

当碟式太阳能发电对日跟踪运行时，太阳光线通过指针21，将指针21的投影映射到投影表盘22上，摄像机23将适时采集投影表盘22上的投影映射，投影表盘22为透明表盘，且上面有坐标轴标度，摄像机23捕获到当前图片，并将投影映射图片传送到计算机的分析系统，根据投影映射分析系统的计算得出整个跟踪系统跟踪精度值；

最后，通过跟踪系统的精度检测值结果调整跟踪系统的参数达到满足设计需求。

优选的，为了保证支撑平台24的调整精度，该装置还包括安装在支撑平台24上的水平仪27，用于检测支撑平台24是否水平，具体的，通过调整球头螺栓25以及球头26使支撑平台24的上表面与水平面平行，支撑平台24的水平通过水平仪27认定，且使指针21、投影表盘22以及摄像机23的中心连线平行于聚光碟的中心线。

优选的，水平仪27的个数为两个，一个用于检测支撑平台24的前后水平，另一个用于检测支撑平台24的左右水平，两个水平仪27分别安装在支撑平台24的相互垂直的两个边框上。

本发明采用精度检测装置，可以解决碟式、槽式和塔式反射镜在制造、安装调试及后续对日跟踪运行受变载荷影响发生变形过程中整个反射镜系统跟踪精度的误差值，为检测碟式、槽式和塔式反射镜系统的跟踪精度提供了可行的方法，同时可以方便地对运行过程中，反射镜跟踪的精度进行再次调整，提高光学聚能效率的难题。

除了上述精度检测装置以外，本发明还提供了一种包括上述精度检测装置的太阳能光热发电跟踪系统，该太阳能光热发电跟踪系统的其他各部分结构请参考现有技术，本文不再赘述。

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。

以上对本发明所提供的精度检测装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种太阳能光热发电跟踪系统精度检测装置，其特征在于，包括：

指针(21)，用于形成反射光在投影表盘(22)上的投影；

所述投影表盘(22)，用于显示所述指针(21)的投影位置；

摄像机(23)，用于采集所述投影表盘(22)上的投影映射，并将采集信息发送给处理装置；

所述处理装置，用于根据所述摄像机(23)采集的信息计算跟踪系统的跟踪精度值；

其中，所述指针(21)和所述投影表盘(22)坐标轴原点的连线平行于所述跟踪系统的聚光轴中心线。

2.根据权利要求1所述的精度检测装置，其特征在于，还包括支撑平台(24)，用于支撑所述指针(21)、所述投影表盘(22)以及所述摄像机(23)，所述支撑平台(24)与所述跟踪系统中用于安装发动机(14)的桁架(12)固定连接。

3.根据权利要求2所述的精度检测装置，其特征在于，所述支撑平台(24)与所述桁架(12)之间设有球头螺栓(25)与球头(26)，所述球头螺栓(25)与所述球头(26)用于调整所述支撑平台(24)的高度以及左右位置。

4.根据权利要求3所述的精度检测装置，其特征在于，所述支撑平台(24)呈方形框架结构，所述指针(21)与所述摄像机(23)分别安装在所述支撑平台(24)的对边边框上，所述支撑平台(24)中间靠近所述摄像机(23)的一端还设有用于安装所述投影表盘(22)的横杆。

5.根据权利要求4所述的精度检测装置，其特征在于，所述球头螺栓(25)与所述球头(26)共有四对，分别位于所述支撑平台(24)的4个边角处。

6.根据权利要求2所述的精度检测装置，其特征在于，所述投影表盘(22)为环形透明塑料表盘。

7.根据权利要求6所述的精度检测装置，其特征在于，所述投影表盘(22)上设有坐标轴标度。

8.根据权利要求2至7任意一项所述的精度检测装置，其特征在于，还包括安装在所述支撑平台(24)上的水平仪(27)，用于检测所述支撑平台(24)是否水平。

9.根据权利要求8所述的精度检测装置，其特征在于，所述水平仪(27)的个数为两个，一个用于检测所述支撑平台(24)的前后水平，另一个用于检测所述支撑平台(24)的左右水平。

10.一种太阳能光热发电跟踪系统，包括精度检测装置，其特征在于，所述精度检测装置为权利要求1至9任意一项所述的精度检测装置。