CN110727293A - 塔式定日镜光斑校准装置、方法、存储介质和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及塔式定日镜光斑校准装置，包括校准器、控制器、倾角器和编码器；校准器，用于采集塔式定日镜反射形成的实际光斑位置和理论光斑位置之间的偏差，得到光斑偏差信息；编码器，用于读取当前时刻塔式定日镜的方位角，并将实时方位角数据发送至控制器；倾角器，用于读取当前时刻塔式定日镜的高度角，并将实时高度角数据发送至控制器；控制器，用于根据接收到的光斑偏差信息、实时方位角数据和实时高度角数据，驱动塔式定日镜的电机转动，调整塔式定日镜的姿态。本发明能有效降低塔式定日镜控制系统的成本，安装简单、易于维护，且提高了塔式定日镜的安装精度。本发明还涉及塔式定日镜光斑校准方法、存储介质和设备。

Description

塔式定日镜光斑校准装置、方法、存储介质和设备

技术领域

本发明涉及太阳能发电领域，尤其涉及塔式定日镜光斑校准装置、方法、存储介质和设备。

背景技术

目前，随着煤、石油、天然气等化石能源的日趋紧张，环境问题的日益突出，太阳能、风能、生物质能等新兴清洁能源越来越受到人们的重视。塔式太阳能光热发电技术是太阳能光热发电中主要的发电形式之一。其基本原理为：利用众多定日镜构成的镜场，将太阳光反射到高塔顶部的集热器上，加热集热器中的工质，工质再经过储热、换热等环节，产生蒸汽推动汽轮发电机进行发电。

塔式太阳能热发电是利用独立跟踪的定日镜，将太阳光反射到固定在塔顶部的集热器上，产生高温并加热工质产生热蒸汽，推动汽轮机组发电。塔的周围一般是成百数千的定日反射镜，不仅数量多，而且占地面积大。定日镜将太阳光反射至集热器的过程称为追日，定日镜安装完成后，为了判断其跟踪精度是否满足追日要求，即能否将太阳光准确的反射到集热器表面的指定目标点。同时又由于定日镜的传动装置存在机械误差，所以更有必要对定日镜的跟踪偏差进行校正。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供塔式定日镜光斑校准装置、方法、存储介质和设备。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

塔式定日镜光斑校准装置，包括校准器、控制器、倾角器和编码器；

所述校准器，用于采集所述塔式定日镜反射形成的实际光斑位置和理论光斑位置之间的偏差，得到光斑偏差信息；

所述编码器，用于读取当前时刻所述塔式定日镜的方位角，并将实时方位角数据发送至所述控制器；

所述倾角器，用于读取当前时刻所述塔式定日镜的高度角，并将实时高度角数据发送至所述控制器；

所述控制器，用于根据接收到的所述光斑偏差信息、所述实时方位角数据和所述实时高度角数据，驱动所述塔式定日镜的电机转动，调整所述塔式定日镜的姿态。

本发明的有益效果是：提供塔式定日镜光斑校准装置，通过校准器得到光斑偏差信息、倾角器得到实时高度角数据和编码器得到实时方位角数据，控制器根据光斑偏差信息、实时方位角数据和实时高度角数据，确定并调整塔式定日镜的姿态。本发明中采用校准器、倾角器、编码器和控制器能有效降低塔式定日镜控制系统的成本，安装简单、易于维护，且提高了塔式定日镜的安装精度。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，所述控制器，具体用于根据所述实时方位角数据和所述光斑偏差信息，确定方位角修正数据，并驱动所述方位角对应的电机带动所述塔式定日镜旋转所述方位角修正数据的角度；

根据所述实时高度角数据和所述光斑偏差信息，确定高度角修正数据，并驱动所述高度角对应的电机带动所述塔式定日镜旋转至所述高度角修正数据的角度。

进一步地，所述控制器，具体用于以所述理论光斑位置为坐标系的原点建立坐标系，确定所述光斑偏差信息在所述坐标系的坐标为(X，Y)；

将所述坐标(X，Y)和所述实时方位角数据α代入公式：

得到所述方位角修正数据α′；

将所述坐标(X，Y)和所述实时高度角数据β代入公式：

得到所述高度角修正数据β′。

采用进一步地方案的有益效果：控制器可以通过实时方位角数据、实时高度角数据和光斑偏差数据，得到方位角修正数据和高度角修正数据，并驱动对应电机进行转动来调整塔式定日镜的姿态，计算方法易操作，得到的数值准确率高，可提高调整塔式定日镜姿态的效率。

进一步地，所述控制器包括存储器、通信单元和电机驱动装置，

所述通信单元，用于接收人工指令并将所述人工指令发送至所述控制器；

所述通信单元，还用于接收所述倾角器、所述编码器和所述校准器发送的信息，并将所述信息发送至所述控制器；

所述电机驱动器，用于根据接收到所述控制器的指令，驱动对应的电机；

所述存储器，用于存储所述光斑偏差信息、所述实时高度角数据和所述实时方位角数据。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：

塔式定日镜光斑校准方法，其特征在于，包括：

校准器采集所述塔式定日镜反射形成的实际光斑位置和理论光斑位置之间的偏差，得到光斑偏差信息；

编码器得到当前时刻所述塔式定日镜的方位角，并将实时方位角数据发送至所述控制器；

倾角器得到当前时刻所述塔式定日镜的高度角，并将实时高度角数据发送至所述控制器；

控制器根据接收到的所述光斑偏差信息、所述实时方位角数据和所述实时高度角数据，驱动所述塔式定日镜的电机转动，调整所述塔式定日镜的姿态。

本发明的有益效果是：提供塔式定日镜光斑校准方法，通过校准器得到光斑偏差信息、倾角器得到实时高度角数据和编码器得到实时方位角数据，控制器根据光斑偏差信息、实时方位角数据和实时高度角数据，确定并调整塔式定日镜的姿态。本发明中采用校准器、倾角器、编码器和控制器能有效降低塔式定日镜控制系统的成本，安装简单、易于维护，且提高了塔式定日镜的安装精度。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，所述通过控制器根据接收到的所述光斑偏差信息、所述实时方位角数据和所述实时高度角数据，驱动所述塔式定日镜的电机转动，调整所述塔式定日镜的姿态，具体包括：

所述控制器根据所述实时方位角数据和所述光斑偏差信息，确定方位角修正数据，并驱动所述方位角对应的电机带动所述塔式定日镜旋转所述方位角修正数据的角度；

根据所述实时高度角数据和所述光斑偏差信息，确定高度角修正数据，并驱动所述高度角对应的电机带动所述塔式定日镜旋转至所述高度角修正数据的角度。

进一步地，所述所述控制器根据所述实时方位角数据和所述光斑偏差信息，确定方位角修正数据和所述根据所述实时高度角数据和所述光斑偏差信息，确定高度角修正数据，具体包括：

所述控制器以所述理论光斑位置为坐标系的原点建立坐标系，确定所述光斑偏差信息在所述坐标系的坐标为(X，Y)；

将所述坐标(X，Y)和所述实时方位角数据α代入公式：

得到所述方位角修正数据α′；

将所述坐标(X，Y)和所述实时高度角数据β代入公式：

得到所述高度角修正数据β′。

采用进一步地方案的有益效果：通过控制器根据得到的实时方位角数据、实时高度角数据和光斑偏差数据，得到方位角修正数据和高度角修正数据，并驱动对应电机进行转动来调整塔式定日镜的姿态，计算方法易操作，得到的数值准确率高，可提高调整塔式定日镜姿态的效率。

进一步地，所述方法还包括：

通过通信单元接收人工指令并将所述人工指令发送至所述控制器；

所述通信单元接收所述倾角器、所述编码器和所述校准器发送的信息，并将所述信息发送至所述控制器；

通过电机驱动器根据接收到所述控制器的指令，驱动对应的电机；

通过存储器存储所述光斑偏差信息、所述实时高度角数据和所述实时方位角数据。

此外，本发明提供一种存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：

根据接收到的光斑偏差信息、实时方位角数据和实时高度角数据，驱动塔式定日镜的电机转动，调整所述塔式定日镜的姿态。

本发明还提供一种设备，包括：

处理器，适于实现各指令；以及

存储设备，适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：

根据接收到的光斑偏差信息、实时方位角数据和实时高度角数据，驱动塔式定日镜的电机转动，调整所述塔式定日镜的姿态。本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明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，下面所描述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为本发明实施例提供的塔式定日镜光斑校准装置的模块结构图；

图2为本发明另一实施例提供的塔式定日镜光斑校准方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

如图1本发明实施例提供的塔式定日镜光斑校准装置的模块结构图。

塔式定日镜光斑校准装置包括：校准器、控制器、倾角器和编码器。

校准器采集塔式定日镜反射形成的实际光斑位置和理论光斑位置之间的偏差，得到光斑偏差信息。

编码器读取当前时刻塔式定日镜的方位角，将实时方位角数据发送至控制器。

倾角器读取当前时刻定日镜的高度角，将实时高度角数据发送至控制器；

控制器根据接收到的光斑偏差信息、实时方位角数据和实时高度角数据，驱动定日镜的电机转动，调整定日镜的姿态。

具体地，编码器用于检测定日镜方位角，可安装于定日镜的方位角的机械传动装置上，具体位置本实施例不做限制，可根据实际情况选定。

倾角器用于检测塔式定日镜高度角，可安装于定日镜的高度角的机械传动装置上，具体位置本实施例不做限制，可根据实际情况选定。

通过本实施例中提供塔式定日镜光斑校准装置，通过校准器得到光斑偏差信息、倾角器得到实时高度角数据和编码器得到实时方位角数据，控制器根据光斑偏差信息、实时方位角数据和实时高度角数据，确定并调整定日镜的姿态。本发明中采用校准器、倾角器、编码器和控制器能有效降低定日镜控制系统的成本，安装简单、易于维护，且提高了定日镜的安装精度。

进一步地，控制器根据实时方位角数据和光斑偏差信息，确定方位角修正数据，并驱动方位角对应的电机带动塔式定日镜旋转方位角修正数据的角度；

根据实时高度角数据和光斑偏差信息，确定高度角修正数据，并驱动高度角对应的电机带动塔式定日镜旋转至高度角修正数据的角度。

通过上述实施例控制器可以通过实时方位角数据、实时高度角数据和光斑偏差数据，得到方位角修正数据和高度角修正数据，并驱动对应电机进行转动来调整塔式定日镜的姿态，可提高塔式定日镜的调整姿态的准确度和效率。

进一步地，控制器以理论光斑位置为坐标系的原点建立坐标系，确定光斑偏差信息在坐标系的坐标为(X，Y)；

将坐标(X，Y)和实时方位角数据α代入公式：

得到方位角修正数据α′；

将坐标(X，Y)和实时高度角数据β代入公式：

得到高度角修正数据β′。

通过上述实施例控制器通过设定坐标系和具体的公式计算，得到需要修正的方位角和高度角，计算时无需太阳规律的参与，计算方法简便快捷准确。

基于上述实施例，进一步地，塔式定日镜光斑校准装置还包括存储器、通信单元和电机驱动器。

通信单元接收人工指令并将人工指令发送至控制器；并接收倾角器、编码器和校准器发送的信息，并将信息发送至控制器。

电机驱动器根据接收到控制器的指令，驱动对应的电机。

存储器存储光斑偏差信息、实时高度角数据和实时方位角数据。

具体地，通信单元采用的具体的通信协议可根据实际场景进行选定，可以是4G、WiFi、蓝牙或有线网络等。

通过上述实施例可通过工作人员通过通信单元向校准装置发送指令，校准装置可根据人工指令进行校准，通过存储器存储塔式定日镜的历史校准数据，供工作人员参考，可作为后续提升校准装置精确度的依据。

如图2本发明另一实施例提供的塔式定日镜光斑校准方法的流程示意图所示，具体包括：

110、校准器采集塔式定日镜反射形成的实际光斑位置和理论光斑位置之间的偏差，得到光斑偏差信息。

120、编码器读取当前时刻塔式定日镜的方位角，并将实时方位角数据发送至控制器。

130、倾角器读取当前时刻塔式定日镜的高度角，并将实时高度角数据发送至控制器。

140、控制器根据接收到的光斑偏差信息、实时方位角数据和实时高度角数据，驱动塔式定日镜的电机转动，调整塔式定日镜的姿态。

通过本实施例中提供的塔式定日镜光斑校准方法，通过校准器得到光斑偏差信息、倾角器得到实时高度角数据和编码器得到实时方位角数据，控制器根据光斑偏差信息、实时方位角数据和实时高度角数据，确定并调整塔式定日镜的姿态。本发明提供的方法简便，提高了塔式定日镜的安装精度。

基于上述实施例，进一步地，步骤140中具体包括：

控制器根据实时方位角数据和光斑偏差信息，确定方位角修正数据，并驱动方位角对应的电机带动塔式定日镜旋转方位角修正数据的角度；

根据实时高度角数据和光斑偏差信息，确定高度角修正数据，并驱动高度角对应的电机带动塔式定日镜旋转至高度角修正数据的角度。

进一步地，控制器以理论光斑位置为坐标系的原点建立坐标系，确定光斑偏差信息在坐标系的坐标为(X，Y)；

将坐标(X，Y)和实时方位角数据α代入公式：

得到方位角修正数据α′；

将坐标(X，Y)和实时高度角数据β代入公式：

得到高度角修正数据β′。

基于上述实施例塔式定日镜光斑校准方法，控制器可以通过实时方位角数据、实时高度角数据和光斑偏差数据，得到方位角修正数据和高度角修正数据，并驱动对应电机进行转动来调整塔式定日镜的姿态，计算方法易操作，得到的数值准确率高，可提高调整塔式定日镜姿态的效率。

另外，本发明提供一种存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：

根据接收到的光斑偏差信息、实时方位角数据和实时高度角数据，驱动塔式定日镜的电机转动，调整所述塔式定日镜的姿态。

本发明还提供一种设备，包括：

处理器，适于实现各指令；以及

存储设备，适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：

根据接收到的光斑偏差信息、实时方位角数据和实时高度角数据，驱动塔式定日镜的电机转动，调整所述塔式定日镜的姿态。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.塔式定日镜光斑校准装置，其特征在于，包括校准器、控制器、倾角器和编码器；

所述校准器，用于采集所述塔式定日镜反射形成的实际光斑位置和理论光斑位置之间的偏差，得到光斑偏差信息；

所述编码器，用于读取当前时刻所述塔式定日镜的方位角，并将实时方位角数据发送至所述控制器；

所述倾角器，用于读取当前时刻所述塔式定日镜的高度角，并将实时高度角数据发送至所述控制器；

所述控制器，用于根据接收到的所述光斑偏差信息、所述实时方位角数据和所述实时高度角数据，驱动所述塔式定日镜的电机转动，调整所述塔式定日镜的姿态。

2.根据权利要求1所述的塔式定日镜光斑校准装置，其特征在于，

所述控制器，具体用于根据所述实时方位角数据和所述光斑偏差信息，确定方位角修正数据，并驱动所述方位角对应的电机带动所述塔式定日镜旋转所述方位角修正数据的角度；

根据所述实时高度角数据和所述光斑偏差信息，确定高度角修正数据，并驱动所述高度角对应的电机带动所述塔式定日镜旋转至所述高度角修正数据的角度。

3.根据权利要求2所述的塔式定日镜光斑校准装置，其特征在于，

所述控制器，具体用于以所述理论光斑位置为坐标系的原点建立坐标系，确定所述光斑偏差信息在所述坐标系的坐标为(X，Y)；

将所述坐标(X，Y)和所述实时方位角数据α代入公式：

得到所述方位角修正数据α′；

将所述坐标(X，Y)和所述实时高度角数据β代入公式：

得到所述高度角修正数据β′。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的塔式定日镜光斑校准装置，其特征在于，还包括存储器、通信单元和电机驱动器；

所述通信单元，用于接收人工指令并将所述人工指令发送至所述控制器；

所述通信单元，还用于接收所述倾角器、所述编码器和所述校准器发送的信息，并将所述信息发送至所述控制器；

所述电机驱动器，用于根据接收到所述控制器的指令，驱动对应的电机；

所述存储器，用于存储所述光斑偏差信息、所述实时高度角数据和所述实时方位角数据。

5.塔式定日镜光斑校准方法，其特征在于，包括：

校准器采集所述塔式定日镜反射形成的实际光斑位置和理论光斑位置之间的偏差，得到光斑偏差信息；

编码器读取当前时刻所述塔式定日镜的方位角，并将实时方位角数据发送至控制器；

倾角器读取当前时刻所述塔式定日镜的高度角，并将实时高度角数据发送至所述控制器；

控制器根据接收到的所述光斑偏差信息、所述实时方位角数据和所述实时高度角数据，驱动所述塔式定日镜的电机转动，调整所述塔式定日镜的姿态。

6.根据权利要求5所述的塔式定日镜光斑校准方法，其特征在于，所述通过控制器根据接收到的所述光斑偏差信息、所述实时方位角数据和所述实时高度角数据，驱动所述塔式定日镜的电机转动，调整所述塔式定日镜的姿态，具体包括：

所述控制器根据所述实时方位角数据和所述光斑偏差信息，确定方位角修正数据，并驱动所述方位角对应的电机带动所述塔式定日镜旋转所述方位角修正数据的角度；

根据所述实时高度角数据和所述光斑偏差信息，确定高度角修正数据，并驱动所述高度角对应的电机带动所述塔式定日镜旋转至所述高度角修正数据的角度。

7.根据权利要求6所述的塔式定日镜光斑校准方法，其特征在于，所述所述控制器根据所述实时方位角数据和所述光斑偏差信息，确定方位角修正数据，具体包括：

所述控制器以所述理论光斑位置为坐标系的原点建立坐标系，确定所述光斑偏差信息在所述坐标系的坐标为(X，Y)；

将所述坐标(X，Y)和所述实时方位角数据α代入公式：

得到所述方位角修正数据α′；

所述根据所述实时高度角数据和所述光斑偏差信息，确定高度角修正数据，具体包括：

将所述坐标(X，Y)和所述实时高度角数据β代入公式：

得到所述高度角修正数据β′。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的塔式定日镜光斑校准方法，还包括：

通过通信单元接收人工指令并将所述人工指令发送至所述控制器；

所述通信单元接收所述倾角器、所述编码器和所述校准器发送的信息，并将所述信息发送至所述控制器；

通过电机驱动器根据接收到所述控制器的指令，驱动对应的电机；

通过存储器存储所述光斑偏差信息、所述实时高度角数据和所述实时方位角数据。

9.一种存储介质，其特征在于，其中存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：

根据接收到的光斑偏差信息、实时方位角数据和实时高度角数据，驱动塔式定日镜的电机转动，调整所述塔式定日镜的姿态。

10.一种设备，其特征在于，包括：

处理器，适于实现各指令；以及

存储设备，适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：

根据接收到的光斑偏差信息、实时方位角数据和实时高度角数据，驱动塔式定日镜的电机转动，调整所述塔式定日镜的姿态。

Images