CN110201919A - 一种利用降雨对定日镜进行清洁的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用降雨对定日镜进行清洁的系统，降雨预测系统根据定日镜镜场实时气象信息预测降雨历程，并确定启动定日镜雨中清洁模式的起始时刻；镜场监控系统用于实时获取定日镜镜场图像数据，并将图像数据发送给镜面清洁控制系统；镜面清洁控制系统在启动定日镜雨中清洁模式的起始时刻，控制镜面清洁装置对定日镜镜面启动雨中清洁；并基于图像数据识别清洁程度达标的定日镜，并控制镜面清洁装置对该定日镜镜面停止雨中清洁；镜面清洁装置根据镜面清洁控制系统的控制对定日镜镜面启动或停止雨中清洁。本发明充分利用降雨中的水资源实现定日镜的有水清洗。

Description

一种利用降雨对定日镜进行清洁的方法及系统

技术领域

本申请涉及定日镜清洗领域，特别涉及一种利用降雨对定日镜进行清洁的方法及系统。

背景技术

在经济不断发展的同时，能源日趋短缺，传统的不可再生能源日益枯竭，经济发展越来越受制于能源的开发利用，可再生能源的利用受到普遍关注，特别是太阳能利用更受世人的重视。太阳能热发电是当前太阳能利用的一种主要方式，太阳能热发电按照太阳能采集方式可划分为塔式太阳能热发电、槽式太阳能热发电、碟式太阳能热发电，其中，塔式太阳能热发电因具有高光热转换效率、高聚焦温度、控制系统安装调试简单、散热损失少等优势，将成为下一个可商业化运营的新型能源技术。

在塔式太阳能热发电领域，定日镜为塔式太阳能热发电系统的一个重要组成部分，其将太阳光反射到吸热器4上，对吸热工质进行加热，从而将光能转化为热能，进而驱动汽轮机发电。

在整个发电过程中，聚光集热环节是重中之重，光资源的最大化利用，是提高发电量的必要条件之一。对于定日镜，清洁度是衡量镜面清洁程度的标准，在同样强度入射光线的条件下，清洁度影响着定日镜反射的光强度，高清洁度的镜面反射的光强度明显大于低清洁度的镜面，从而影响吸热器4吸收的能量，直接影响发电系统的发电效率。

在当前商业化运营的电站中，通常采用水洗的方法对定日镜进行定期清洁，由于我国光资源丰富的地区多分布在西北高原地区，那里环境恶劣风沙大，因此，电站中的定日镜镜面受风沙影响蒙尘严重，需要频繁清洗保证其清洁度，而西北高原地区的水资源匮乏，长期高频进行水清洁的方法对水资源的消耗严重，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于充分利用降雨中的水资源实现定日镜的有水清洗。

为了解决上述问题，本发明提供了一种利用降雨对定日镜进行清洁的系统，包括定日镜镜场、镜场监控系统、降雨预测系统、雨量监测系统、镜面清洁控制系统和镜面清洁装置，其中，所述定日镜镜场内包括若干定日镜；所述降雨预测系统根据所述定日镜镜场实时气象信息预测降雨历程，并确定启动定日镜雨中清洁模式的起始时刻；所述镜场监控系统用于实时获取定日镜镜场图像数据，并将所述图像数据发送给所述镜面清洁控制系统；所述镜面清洁控制系统在所述启动定日镜雨中清洁模式的起始时刻，控制所述镜面清洁装置对定日镜镜面启动雨中清洁；并基于所述图像数据识别清洁程度达标的定日镜，并控制所述镜面清洁装置对该定日镜镜面停止雨中清洁；所述镜面清洁装置根据所述镜面清洁控制系统的控制对定日镜镜面启动或停止雨中清洁。

较佳地，还包括雨量监测系统，用于实时监测镜场的降雨情况，并将所述监测数据发送给所述降雨预测系统；所述降雨预测系统根据所述监测数据实时修正所述降雨历程和启动定日镜雨中清洁模式的起始时刻。

较佳地，还包括雨量监测系统，用于实时监测镜场的降雨情况，并将所述监测数据发送给所述降雨预测系统；所述降雨预测系统根据所述监测数据判定本次降雨是否结束，若判断本次降雨结束，则发送信息给所述镜面清洁控制系统，控制所述镜面清洁装置对定日镜镜面进行雨后清洁。

较佳地，所述镜面清洁装置包括导轨、雨刷、擦拭块、第一伸缩连杆和第二伸缩连杆，其中，所述导轨固定设置于所述定日镜镜面边缘，所述第一伸缩连杆的一端滑动设置于所述导轨上，另一端与所述雨刷连接；所述第二伸缩连杆的一端滑动设置于所述导轨上，另一端与所述擦拭块连接。

较佳地，所述镜面清洁装置包括导轨、雨刷、和第一伸缩连杆，其中，所述导轨固定设置于所述定日镜镜面边缘，所述第一伸缩连杆的一端滑动设置于所述导轨上，另一端与所述雨刷连接；进行雨中清洁时，所述第一伸缩连杆带动所述雨刷对镜面进行清洁。

较佳地，所述镜面清洁装置包括导轨、雨刷、擦拭块、第一伸缩连杆和第二伸缩连杆，其中，所述导轨固定设置于所述定日镜镜面边缘，所述第一伸缩连杆的一端滑动设置于所述导轨上，另一端与所述雨刷连接；所述第二伸缩连杆的一端滑动设置于所述导轨上，另一端与所述擦拭块连接；进行雨后清洁时，所述第一伸缩连杆带动所述雨刷刮除镜面积水，所述第二伸缩连杆带动所述擦拭块擦干镜面。

本发明还提供了一种利用降雨对定日镜进行清洁的方法，包括如下步骤：

根据定日镜镜场实时气象信息预测降雨历程；

根据所述降雨历程确定启动定日镜雨中清洁模式的起始时刻；

在所述起始时刻，控制定日镜启动雨中清洁模式，对定日镜镜面进行清洁；

实时获取定日镜镜场图像数据，识别清洁程度达标的定日镜，并控制其退出雨中清洁模式。

较佳地，若所述降雨历程结束且监测到定日镜镜场降雨停止，则控制定日镜进行雨后清洁模式，对定日镜镜面水渍进行去除与擦干。

较佳地，所述降雨历程包括降雨时间段和降雨时间段内各时刻的降雨强度。

较佳地，所述根据定日镜镜场实时气象信息确定启动定日镜清洁的起始时刻的方法具体为：选取所述降雨历程中累计降雨量最大的一段时间段，所述启动定日镜清洁的起始时刻即为所述时间段的起始时刻，且所述累计降雨量不少于10mm。

较佳地，实时获取定日镜镜场的降雨情况监测数据，基于所述监测数据修正所述降雨历程，并根据所述修正后的降雨历程，修正所述启动定日镜雨中清洁模式的起始时刻。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：

1、本发明实施例借助于当今日益成熟的天气预测技术，设计了降雨预测与实时监测反馈系统，能准确掌握整场降雨历程并针对该降雨历程提前优化选取清洗时段，利用本方案不仅可充分利用降雨中的水资源实现定日镜的有水清洗，还最大程度上缩短了清洗机构雨中清洗的工作时长，节约清洗机构的工作耗能减少清洁机构的使用磨损，提高其使用寿命。

2、本发明实施例利用雨水进行清洗相对于滚刷干洗方式具有更好的清洁效果，且极大节约了定日镜的清洗用水，特别对于我国光资源丰富的西北水资源匮乏地区具有极大的实用价值，

3、本发明实施例不仅利用降雨过程中的降雨量实现了镜面的有水清洗，还特别包括雨后的镜面水渍去除与镜面擦干步骤，从根本上避免了降雨后镜面雨渍干结对镜面清洁度的不良影响。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，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。附图中：

图1为利用降水对定日镜进行清洗的系统结构示意图；

图2为本发明实施例中镜面清洁装置总体结构示意图；

图3为本发明实施例中镜面清洁装置待机状态侧视图；

图4为本发明实施例中镜面清洁装置雨中清洗状态侧视图；

图5为本发明实施例中镜面清洁装置雨后清洗状态侧视图；

图6为本发明实施例利用降水对定日镜进行清洗的方法流程图；

图7为本发明实施例中降雨历程与雨中清洗时段预测示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明提供的一种利用降雨对定日镜进行清洁的方法及系统进行详细的描述，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，本领域技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。

实施例1

请参考图1，一种利用降水对定日镜进行清洗的系统，包括定日镜镜场、镜场监控系统、降雨预测系统6、雨量监测系统7、镜面清洁控制系统8和镜面清洁装置2，其中，

定日镜镜场内包括若干定日镜1；

镜场监控系统用于实时获取定日镜镜场图像数据，并将图像数据发送给降雨预测系统6；具体地，镜场监控系统包含一台至多台监控相机5，安装于吸热塔3上；监控相机5具有转动云台，可实时调整姿态监控镜场中不同位置的定日镜1，且监控相机5具有自动变焦系统，可实时缩放监控镜场中不同位置定日镜1，实现对全镜场的定日镜进行实时监控；

降雨预测系统6根据定日镜镜场实时气象信息预测降雨历程并确定启动定日镜雨中清洁模式的起始时刻，及基于雨量监测系统7的实时监测数据修正降雨历程和启动定日镜雨中清洁模式的起始时刻；同时，还根据雨量监测系统7的实时监测数据判定本次降雨是否结束，若判断本次降雨结束，则发送信息给所述镜面清洁控制系统8，控制所述镜面清洁装置2对定日镜镜面进行雨后清洁。

雨量监测系统7实时监测镜场的降雨情况，主要包括当前降雨强度等，并将监测数据发送给降雨预测系统6，为降雨预测系统的反馈系统；雨量监测系统7将实时监测数据发送给降雨预测系统6，指导降雨预测系统6对其预测结果进行实时修正调整；

镜面清洁控制系统8在启动定日镜雨中清洁模式的起始时刻，控制定日镜1进入雨中清洁模式，由镜面清洁装置2对定日镜镜面11进行雨中清洁；同时，基于镜场监控系统的图像数据，识别清洁程度达标的定日镜1，对于清洁程度达标的定日镜1则控制其停止清洗，使该定日镜1退出雨中清洁模式；若所述降雨历程结束且监测到定日镜镜场降雨停止，则控制定日镜1进入雨后清洁模式，由镜面清洁装置2对定日镜镜面11进行雨后清洁，对定日镜镜面11水渍进行去除与擦干。其中，镜面清洁控制系统8实时接收降雨预测系统6的实时预测数据与雨量监测系统7的实时监测数据，并与镜场中定日镜1的镜面清洁装置2电连接，实现对镜面清洁装置2的运动控制；

另外，镜面清洁控制系统8还与镜场监控相机实时通讯，镜面清洁控制系统8控制镜场监控相机5对镜场中某面或者某区域内的定日镜1进行实时监控，反馈其雨中清洗效果图像数据，镜场清洁控制系统4通过对镜场监控相机5反馈的图像数据的处理结果判断定日镜是否已达到雨中清洗效果，控制镜面清洁装置的运动/停止雨中清洗进程。

镜面清洁装置2根据镜面清洁控制系统8的指示对定日镜镜面11进行雨中清洁和雨后清洁。

本实施例中，请参考图2-图3，镜面清洁装置2包括雨刷24、擦拭块26、导轨21、第一伸缩连杆23和第二伸缩连杆25，导轨21沿定日镜镜面11两侧边固定设置，第一伸缩连杆23的一端滑动设置于所述导轨21上，另一端与所述雨刷24连接；所述第二伸缩连杆25的一端滑动设置于所述导轨21上，另一端与所述擦拭块26连接。雨刷24和擦拭块26可通过伸缩连杆在镜面上滑动，实现对镜面11不同位置的清洁，且雨刷24和擦拭块26既可单独工作，也可同时配合工作。

请参考图3，为镜面清洁装置2待机状态侧视图，雨刷24通过第一伸缩连杆23连接在镜面清洁装置外罩22的内部，擦拭块26通过第二伸缩连杆25连接在镜面清洁装置外罩22的内部，在待机状态下，第一伸缩连杆23和第二伸缩连杆25都处于回缩状态，与镜面11无直接接触。

请参考图4，为镜面清洁装置2雨中清洗状态侧视图，第一伸缩连杆23处于伸出状态，第二伸缩连杆25处于回缩状态，此时，只有雨刷24与镜面11直接接触，擦拭块26与镜面11无直接接触，此种雨中清洗模式利用降落到镜面11的降雨配合雨刷24反复刷洗，实现镜面11污渍的清除。

请参考图5，为镜面清洁装置雨后清洗状态侧视图，第一伸缩连杆23处于伸出状态，第二伸缩连杆25也处于伸出状态，此时，雨刷24和擦拭块26均与镜面11直接接触，且处于雨刷在前，擦拭块在后的工作次序，在雨后清洗中先利用雨刷24去除镜面残留的水渍，擦拭块26紧随其后对潮湿的镜面进行擦干实现镜面11的彻底清洁，避免雨后雨渍干结在镜面11对镜面清洁度造成影响。

实施例2

请参考图6，基于实施例1，利用该系统实现利用降雨对定日镜进行清洁的方法包括如下步骤：

S1:根据定日镜镜场实时气象信息预测降雨历程；

定日镜镜场未开始降雨时，降雨预测系统根据定日镜镜场实时气象信息对未来的降雨情况进行预判；

定日镜镜场发生降雨后，降雨预测系统结合气象信息预测本次降雨的降雨历程，其中，请参考图7，降雨历程包括降雨持续时间段和降雨持续时间段内各时刻的降雨强度。

S2：根据所述降雨历程确定启动定日镜雨中清洁模式的起始时刻；

基于预测的降雨历程，降雨预测系统确定启动定日镜清洁的起始时刻，请继续参考图7，横轴为降雨时间，纵轴为降雨强度，降雨历程曲线与横轴包络的面积为本次降雨的总降雨量，选取降雨历程中累计降雨量最大的一段时间段，该时间段的起始时刻即为启动定日镜清洁的起始时刻。至于累计降雨量最大的时间段的持续时长的选取，可以根据实际清洗经验预估清洗一面定日镜所需的降雨量，根据降雨历程预测的降雨强度进一步进行计算。

本实施例中，累计降雨量不少于10mm，以确保累计降雨量足够将定日镜清洗干净。

同时，在降雨过程中，雨量监测系统实时监测镜场的降雨情况，并将降雨情况监测数据发送给降雨预测系统，降雨预测系统基于监测数据修正降雨历程和启动定日镜雨中清洁模式的起始时刻。

S3：在所述起始时刻，控制定日镜启动雨中清洁模式，对定日镜镜面进行清洁；

降雨过程中，当到达启动定日镜雨中清洁模式的起始时刻时，镜面清洁控制系统开启雨中清洁模式，安装于定日镜镜面上安装的镜面清洁装置开始对定日镜镜面进行清洁，该镜面清洁装置包括雨刷，通过雨刷对定日镜镜面进行清洁。

S4：实时获取定日镜镜场图像数据，识别清洁程度达标的定日镜，并控制其退出雨中清洁模式；

镜面清洁控制系统开启雨中清洁模式后，镜场监控系统实时监控镜场中定日镜的清洁情况，并实时将镜场图像数据反馈给镜面清洁控制系统，定日镜镜面清洁系统实时接收、处理镜场监控系统发来的图像数据，识别清洁程度达标的定日镜，对于清洁程度达标的镜面则控制其停止清洗，使其退出雨中清洁模式。

S5：若所述降雨历程结束且监测到定日镜镜场降雨停止，则控制定日镜进行雨后清洁模式，对定日镜镜面水渍进行去除与擦干。

当降雨历程结束且雨量监测系统监测到定日镜镜场降雨停止时，镜面清洁控制系统控制定日镜进入雨后清洁模式，镜面清洁装置进行镜面水渍的去除与镜面的擦干。

以上公开的仅为本申请的一个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种利用降雨对定日镜进行清洁的系统，其特征在于，包括定日镜镜场、镜场监控系统、降雨预测系统、雨量监测系统、镜面清洁控制系统和镜面清洁装置，其中，

所述定日镜镜场内包括若干定日镜；

所述降雨预测系统根据所述定日镜镜场实时气象信息预测降雨历程，并确定启动定日镜雨中清洁模式的起始时刻；

所述镜场监控系统用于实时获取定日镜镜场图像数据，并将所述图像数据发送给所述镜面清洁控制系统；

所述镜面清洁控制系统在所述启动定日镜雨中清洁模式的起始时刻，控制所述镜面清洁装置对定日镜镜面启动雨中清洁；并基于所述图像数据识别清洁程度达标的定日镜，并控制所述镜面清洁装置对该定日镜镜面停止雨中清洁；

所述镜面清洁装置根据所述镜面清洁控制系统的控制对定日镜镜面启动或停止雨中清洁。

2.根据权利要求1所述的利用降雨对定日镜进行清洁的系统，其特征在于，还包括雨量监测系统，用于实时监测镜场的降雨情况，并将所述监测数据发送给所述降雨预测系统；

所述降雨预测系统根据所述监测数据实时修正所述降雨历程和启动定日镜雨中清洁模式的起始时刻。

3.根据权利要求1所述的利用降雨对定日镜进行清洁的系统，其特征在于，还包括雨量监测系统，用于实时监测镜场的降雨情况，并将所述监测数据发送给所述降雨预测系统；

所述降雨预测系统根据所述监测数据判定本次降雨是否结束，若判断本次降雨结束，则发送信息给所述镜面清洁控制系统，控制所述镜面清洁装置对定日镜镜面进行雨后清洁。

4.根据权利要求1所述的利用降雨对定日镜进行清洁的系统，其特征在于，所述镜面清洁装置包括导轨、雨刷和第一伸缩连杆，其中，

所述导轨固定设置于所述定日镜镜面边缘，所述第一伸缩连杆的一端滑动设置于所述导轨上，另一端与所述雨刷连接；进行雨中清洁时，所述第一伸缩连杆带动所述雨刷对镜面进行清洁。

5.根据权利要求3所述的利用降雨对定日镜进行清洁的系统，其特征在于，所述镜面清洁装置包括导轨、雨刷、擦拭块、第一伸缩连杆和第二伸缩连杆，其中，

所述导轨固定设置于所述定日镜镜面边缘，所述第一伸缩连杆的一端滑动设置于所述导轨上，另一端与所述雨刷连接；所述第二伸缩连杆的一端滑动设置于所述导轨上，另一端与所述擦拭块连接；进行雨后清洁时，所述第一伸缩连杆带动所述雨刷刮除镜面积水，所述第二伸缩连杆带动所述擦拭块擦干镜面。

6.一种利用降雨对定日镜进行清洁的方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据定日镜镜场实时气象信息预测降雨历程；

根据所述降雨历程确定启动定日镜雨中清洁模式的起始时刻；

在所述起始时刻，控制定日镜启动雨中清洁模式，对定日镜镜面进行清洁；

实时获取定日镜镜场图像数据，识别清洁程度达标的定日镜，并控制其退出雨中清洁模式。

7.根据权利要求6所述的利用降雨对定日镜进行清洁的方法，其特征在于，若所述降雨历程结束且监测到定日镜镜场降雨停止，则控制定日镜进行雨后清洁模式，对定日镜镜面水渍进行去除与擦干。

8.根据权利要求6所述的利用降雨对定日镜进行清洁的方法，其特征在于，所述降雨历程包括降雨时间段和降雨时间段内各时刻的降雨强度。

9.根据权利要求8所述的利用降雨对定日镜进行清洁的方法，其特征在于，所述根据定日镜镜场实时气象信息确定启动定日镜清洁的起始时刻的方法具体为：选取所述降雨历程中累计降雨量最大的一段时间段，所述启动定日镜清洁的起始时刻即为所述时间段的起始时刻，且所述累计降雨量不少于10mm。

10.根据权利要求6所述的利用降雨对定日镜进行清洁的方法，其特征在于，实时获取定日镜镜场的降雨情况监测数据，基于所述监测数据修正所述降雨历程，并根据所述修正后的降雨历程，修正所述启动定日镜雨中清洁模式的起始时刻。