CN117968262A - 定日镜辅助校准装置、方法及光热发电系统 - Google Patents
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Abstract
一种定日镜辅助校准装置、方法及光热发电系统。所述定日镜辅助校准装置包括:校准本体,检测组件以及控制组件;检测组件位于所述校准本体上;检测组件具有相对设置的第一感测面及第二感测面;所述第一感测面与所述第二感测面之间具有第一夹角;检测组件,用于检测太阳的像在所述第一感测面上的第一光斑位置,以及检测接收塔靶点在所述第二感测面上的第二光斑位置;所述控制组件,用于计算第一连线与第一感测面之间的第二夹角,以及第二连线与第二感测面之间的第三夹角,并利用所述第一夹角对所述第三夹角进行补偿,以根据补偿结果调整定日镜的角度,使得补偿后的第三夹角等于所述第二夹角。采用上述方案,可以提高定日镜的调节精度。
Description
技术领域
本发明涉及光热发电技术领域,具体涉及一种定日镜辅助校准装置、方法及光热发电系统。
背景技术
太阳能光热发电是新能源利用的一个重要方向,主要包括槽式、塔式,碟式(盘式)三种系统。其中,塔式太阳能光热发电系统在跟踪复杂程度和精度要求方面都高于槽式和蝶式等其它系统。
定日镜是一种塔式太阳能光热发电系统的组件,它的作用是将太阳光束通过反射照射到接收塔的固定位置进行发热,后续由接收塔再将光热转换为电。
由于太阳在一天之内是不断改变在天空中的位置的,因此定日镜也需要不断调整角度,从而将太阳光反射到接收塔的接收器上。定日镜反射的太阳光线越靠近接收器的中心点,发电效率也就越高,故对定日镜角度的调节是塔式太阳能光热发电系统的关键。
然而,现有定日镜的调节方法,调节精度有效,影响发电效率。
发明内容
本发明要解决的问题是:提高定日镜的调节精度。
为解决上述问题,本发明实施例提供了一种定日镜辅助校准装置,所述定日镜辅助校准装置包括:
校准本体,检测组件以及控制组件;
所述检测组件位于所述校准本体上;所述检测组件具有相对设置的第一感测面及第二感测面;所述第一感测面与所述第二感测面之间具有第一夹角;
所述检测组件,用于检测太阳的像在所述第一感测面上的第一光斑位置,以及检测接收塔靶点在所述第二感测面上的第二光斑位置;
所述控制组件,用于计算第一连线与第一感测面之间的第二夹角,以及第二连线与第二感测面之间的第三夹角,并利用所述第一夹角对所述第三夹角进行补偿,以根据补偿结果调整定日镜的角度,使得补偿后的第三夹角等于所述第二夹角;
其中,所述第一连线为太阳的像与第一光斑位置的连线,所述第二连线为接收塔靶点与第二光斑位置的连线。
在本发明一种可能的实施例中,所述校准本体包括:遮光面;所述遮光面围成容纳腔;所述检测组件位于所述容纳腔内。
在本发明一种可能的实施例中,所述校准本体还包括:第一光学表面及第二光学表面;所述第一光学表面及所述第二光学表面,位于所述遮光面的对称两侧,且与所述遮光面相连接形成容纳腔,其中,所述第一光学表面具有第一透光孔,所述第二光学表面具有第二透光孔。
在本发明一种可能的实施例中,所述第一透光孔及所述第二透光孔中的至少一个位于所在光学表面的中心。
在本发明一种可能的实施例中,所述第一光学表面与所述第一感测面相平行,所述第二光学表面与所述第二感测面相平行。
在本发明一种可能的实施例中,所述检测组件包括:第一检测器及第二检测器,所述第一检测器用于太阳相对于所述第一感测面的第一位置,所述第二检测器用于检测接收塔靶点相对于所述第二感测面的第二位置。
在本发明一种可能的实施例中,所述第一检测器及第二检测器中至少一个为传感器。
在本发明一种可能的实施例中,所述传感器为四象限传感器,接触式图像传感器或者位置敏感传感器。
在本发明一种可能的实施例中,所述第一检测器及第二检测器背靠背设置。
在本发明一种可能的实施例中,所述控制组件还与定日镜支架通信连接;所述定日镜支架,与所述定日镜连接,用于在所述控制组件的控制下,对所述定日镜执行角度调整操作。
在本发明一种可能的实施例中,还包括:校准本体支架,所述校准本体支架安装在所述定日镜支架或者所述定日镜的镜面上。
在本发明一种可能的实施例中,所述校准本体为圆柱体。
在本发明一种可能的实施例中,所述接收塔靶点为接收塔上接收器的中心点。
本发明的实施例还提供了一种定日镜辅助校准方法,所述方法采用上述任一种所述的定日镜辅助校准装置对定日镜进行校准;所述方法包括:
检测太阳的像在第一感测面上的第一光斑位置,以及检测接收塔靶点在所述第二感测面上的第二光斑位置;
计算第一连线与第一感测面之间的第二夹角,以及第二连线与第二感测面之间的第三夹角;
利用所述第一夹角对所述第三夹角进行补偿,并根据补偿结果调整定日镜的角度,使得补偿后的第三夹角等于所述第二夹角;
其中,所述第一连线为太阳的像与第一光斑位置的连线,所述第二连线为接收塔靶点与第二光斑位置的连线。
本发明的实施例还提供了一种光热发电系统,其特征在于,包括:定日镜、接收塔以及上述任一种所述的定日镜辅助校准装置,所述定日镜辅助校准装置与所述定日镜一一对应。
与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下优点:
应用本发明的方案,通过设置检测组件及控制组件,检测组件一方面可以检测太阳的像在所述第一感测面上的第一光斑位置,另一方面可以检测接收塔靶点在所述第二感测面上的第二光斑位置,控制组件可以计算第一连线与第一感测面之间的第二夹角,以及第二连线与第二感测面之间的第三夹角,并利用所述第一夹角对所述第二夹角或者所述第三夹角进行补偿,并根据补偿结果调整定日镜的角度,使得补偿后的夹角等于所述第二夹角及第三夹角中未补偿的夹角。这样,即便第一感测面与第二感测面之间具有第一夹角,在控制组件的作用下,最终能够使得补偿后的夹角等于所述第二夹角及第三夹角中未补偿的夹角,从而使得定日镜反射的太阳光线基本可以照射至接收塔靶点处,实现光热转换。通过额外设置定日镜辅助校准装置对定日镜进行校准,校准影响因素较少,可以实现超高精度的校准,从而可以提高电站的发电效率。
进一步,采用图像传感器作为检测组件时,无论白天还是夜晚,均可以实现精准检测,故可以全天候对定日镜进行校准,可以提高校准的实时性。
本发明还提供了一种光热发电系统,在该光热发电系统中,定日镜辅助校准装置与定日镜一一对应,由此每个定日镜辅助校准装置可以针对唯一的定日镜进行校准,防止定日镜反射的太阳光线之间发生干扰,从而可以提高校准的并行性。
附图说明
图1是一种在接收塔上放置摄像机来对定日镜进行校准的示意图;
图2是一种在地面安装摄像机来对定日镜进行校准的示意图;
图3是本发明实施例中一种采用定日镜辅助校准装置的结构示意图
图4是本发明实施例中一种定日镜辅助校准装置对定日镜进行校准的示意图;
图5是本发明实施例中一种定日镜辅助校准装置的剖面结构示意图;
图6是一种太阳的像在第一感测面上成像的成像示意图;
图7是本发明实施例中第一感测面与第二感测面之间位置关系示意图;
图8是本发明实施例中一种第一连线与第一感测面之间的位置示意图;
图9是本发明实施例中一种采用定日镜辅助校准装置对定日镜进行校准的效果示意图;
图10是本发明实施例中一种定日镜辅助校准方法的流程图。
具体实施方式
目前常采用以下三种方案进行定日镜的调节:
1、采用坐标+天文历法的方案。
具体地,在每个定日镜装在全球定位系统(Global Positioning System,GPS),进而根据定日镜所在的坐标和时间,通过完整的天文历法,计算定日镜所应呈现的夹角,从而可以将太阳光反射到接收塔的接收器上。
上述方案最大的问题是精度不够。具体地,当定日镜电厂达到一定规模时,最远处的定日镜与接收塔的距离可达2公里以上。对准精度偏差0.3mrad,就将会降低发电效率。此方案受限于地面的平整度、安装的初始角度、设备的老化、大气对太阳光线的折射的问题,不可能做到特别高的精度,严重制约了实现超大型定日镜电厂的规模,影响发电效率。
2、接收塔上放置摄像机方案
具体地,参照图1,在接收塔11上接收器12周围上放置一个或多个摄像头13。利用摄像头13不断检测每个定日镜的反射光线,以此建立反馈用于调整定日镜的角度。
此种方案,虽然可以达到较高的精度,但因为摄像头一次只能针对一个定日镜进行光线检测,且多个定日镜反射的光线可能会存在互相的干扰,故该采用该方案无法进行并行、实时的调整,由此导致发电效率很低,无法构建超大型电厂。
3、如图2所示,在地面安装一组或多组摄像机21,利用摄像机21检测定日镜22反射的太阳23的光线落在接收塔24上的位置,并使用计算机25以此建立反馈,来调整定日镜的角度。其中,接收塔24上设置有靶板241以及接收器242,
采用此种方案,无法进行并行且实时的校准,比如多面定日镜同时照射靶板,将出现互相干扰的情况。因此此种方案也不具备实时性和并行性。
针对上述问题,本发明提供了一种定日镜辅助校准装置,通过额外设置定日镜辅助校准装置对定日镜进行校准,该定日镜辅助校准装置设置有检测组件及控制组件
该定日镜辅助校准装置设置有检测组件及控制组件,检测组件可以检测太阳的像在所述第一感测面上的第一光斑位置,以及检测接收塔靶点在所述第二感测面上的第二光斑位置,控制组件可以计算第一连线与第一感测面之间的第二夹角,以及第二连线与第二感测面之间的第三夹角,并利用所述第一夹角对所述第二夹角或者所述第三夹角进行补偿,以根据补偿结果调整定日镜的角度,最终使得补偿后的夹角等于所述第二夹角及第三夹角中未补偿的夹角。校准影响因素较少,可以实现超高精度的校准,从而可以提高电站的发电效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例作详细地说明。
参照图3,本发明实施例提供了一种定日镜辅助校准装置30,所述定日镜辅助校准装置30可以包括:校准本体31,检测组件32以及控制组件33。
其中:
所述检测组件32位于所述校准本体31上;所述检测组件32具有相对设置的第一感测面及第二感测面;所述第一感测面与所述第二感测面之间具有第一夹角;
所述检测组件32,用于检测太阳的像在所述第一感测面上的第一光斑位置,以及检测接收塔靶点在所述第二感测面上的第二光斑位置;
所述控制组件33,用于计算第一连线与第一感测面之间的第二夹角,以及第二连线与第二感测面之间的第三夹角,并利用所述第一夹角对所述第三夹角进行补偿,以根据补偿结果调整定日镜的角度,使得补偿后的第三夹角等于所述第二夹角;
其中,所述第一连线为太阳的像与第一光斑位置的连线,所述第二连线为接收塔靶点与第二光斑位置的连线。
在具体实施中,所述第一感测面与所述第二感测面之间具有第一夹角,指的是所述第一感测面所在平面,与第二感测面所在平面具有第一夹角。
图4为本发明实施例中一种定日镜辅助校准装置的应用示意图。参照图4,定日镜辅助校准装置30中检测组件具有相对设置的第一感测面32a及第二感测面32b;所述第一感测面32a与所述第二感测面32b具有第一夹角A。
检测组件可以检测太阳40在定日镜60中的像在第一感测面32a上的第一光斑位置,以及接收塔靶点O在第二感测面32b上的第二光斑位置。控制组件可以计算第一连线L1与第一感测面32a之间具有第二夹角B,第二连线L2与第二感测面32b之间的第三夹角C。其中,第一连线L1为太阳40在定日镜60中的像与第一光斑位置中心点之间的连线。第二连线L2为接收塔靶点O与第二光斑位置中心点之间的连线。
此时,即便第一感测面32a与第二感测面32b之间具有第一夹角A,控制组件也能够利用第一夹角A对第三夹角C进行补偿,以根据补偿结果调整定日镜的角度,使得补偿后的第三夹角C等于第二夹角B,从而可以在校准完成后,使得定日镜60反射的太阳光线反射到接收塔上,实现光热转换。
在具体实施中,所谓对第三夹角C进行补偿,即计算第三夹角C在第一感测面32a上的第二等效夹角,也就是第二连线L2以第三夹角C入射至第二感测面32b时,相当于第二连线L2入射至第一感测面32a的等效夹角。
采用本发明实施例中定日镜辅助校准装置,一方面检测检测太阳的像在所述第一感测面上的第一光斑位置,另一方面检测接收塔靶点在所述第二感测面上的第二光斑位置,然后通过控制组件对第三夹角进行补偿,使得补偿后的夹角等于所述第二夹角即可,校准精度可以较高,从而可以提高发电效率。
在具体实施中,参照图4,所述接收塔50上设置有接收器51,所述接收器51用于在实际光热转换过程中接收太阳的反射光线。所述接收塔50上还可以设置有靶板52,所述靶板52用于在对定日镜进行校准。所述靶板52上可以设置有多个靶点,可以从该多个靶点中任意选择一个靶点,作为对定日镜进行校准的靶点。
在具体实施中,所述靶板52与接收器51可以位于接收塔50的不同区域,二者对应的接收塔区域可以部分重叠。在一些实施例中,靶板52与接收器51对应的接收塔区域可以完全重叠,从而对定日镜进行校准的靶点与接收器51上某一点相重合,此时,相当于直接利用接收器51上某一点对定日镜进行校准。
在本发明的一实施例中,为了获得更高的发电效率,可以设置所述接收塔靶点为接收塔上接收器51的中心点。这样可以使得校准后的定日镜,能够将太阳的反射光线设置至接收器51的中心点或者中心点周围。太阳的反射光线越靠近接收器上的中心点,发电效率也就越高。
在具体实施中,所述检测组件可以存在多种实现方式,此处不作限制。
在本发明的一实施例中,参照图4,所述检测组件包括:第一检测器321及第二检测器322。其中,所述第一检测器321用于检测太阳的像在第一感测面32a上的第一光斑位置,所述第二检测器322用于检测接收塔靶点O在第二感测面32b上的第二光斑位置。
在具体实施中,所述第一检测器321及第二检测器322中至少一个,可以采用传感器实现。比如,所述第一检测器321采用传感器实现,而第二检测器322采用其它检测器件或电路实现。又如,第一检测器321及第二检测器322均采用传感器实现。
在具体实施中,所述第一检测器321及第二检测器322,可以采用以传感器实现,也可以分别采用不同传感器实现。具体可以用于检测的传感器的可以存在多种,此处不作限制。
在一实施例中,可以采用四象限传感器作为用于检测的传感器。所述四象限传感器是把四个性能完全相同的光电二极管按照直角坐标要求排列而成的光电探测器件。四象限传感器通过检测这四个光电二极管接收到的光信号强度,来判断太阳的像在第一感测面32a上的第一光斑位置,以及接收塔靶点在第二感测面32b上的第二光斑位置。比如,当检测到这四个光电二极管接收到的光信号强度相等时,表明太阳的像在第一感测面32a的中心,否则表明太阳的像不在第一感测面301的中心。
在另一实施例中,可以采用位置敏感传感器(即PSD传感器)作为用于检测的传感器。位置敏感传感器是一种能够测量光的辐射源位置的光电传感器。它可以精确地测量光束的位置和方希,广泛用于光束跟踪等领域。具体地,位置敏感传感器内部包含若干个光电二极管,这些光电二极管排列成阵列状,并覆盖在一个感光表面上。光束照射到感光表面上,其中的光信号被感光材料吸收,从而产生电流。通过测量电流的分布,可以确定光束的位置。
采用四象限传感器或者位置敏感传感器作为用于检测的传感器,由于白光线过亮会影响检测的准确性,故可以在对定日镜进行校准。
在又一实施例中,可以采用图像传感器作为用于检测的传感器。所述图像传感器可以存在多种,比如,接触式图像传感器(CIS图像传感器)。利用图像传感器,可以检测太阳的像在第一感测面32a上的第一光斑位置(也就是太阳的像在第一感测面32a上的成像位置),以及检测接收塔靶点在第二感测面32b上的第二光斑位置(也就是接收塔靶点在第二感测面32b上的成像位置)。后续可以基于检测结果进行夹角计算及补偿。
采用图像传感器作为用于检测的传感器,无论白天还是夜晚,均可以实现精准检测,故可以全天候对定日镜进行校准,提高校准的实时性。
在具体实施中,为了进一步提高检测的准确性,在使用传感器进行检测时,可以在接收塔靶点位置设置光源,从而通过检测接收塔靶点处光源产生的光线是否垂直于第二感测面,来确定接收塔靶点与第二感测面上指定点之间的连线垂直于所述第二感测面。此时,第二感测面上指定点即接收塔靶点处光源产生的光线与第二感测面的交点。
在具体实施中,参照图4,所述第一检测器321及第二检测器322可以背靠背设置,由此更便于使得第一感测面32a朝向定日镜,第二感测面32b朝向接收塔。
在一些实施例中,所述第一检测器321与第二检测器322之间也可以存在一定的缝隙,具体缝隙大小,可以根据实际情况进行设置,比如第一检测器321和第二检测器322本身存在一定的芯片封装厚度、放置芯片的贴片厚度以及PCB板厚度等。第一检测器321和第二检测器322中间也可能放置一些其它元器件。
在本发明的一实施例中,参照图4,所述校准本体可以包括:遮光面34,所述遮光面34围成容纳腔,所述检测组件位于所述容纳腔内。
在具体实施中,所述遮光面34可以由遮光材料制成。遮光面可以围成两端具有开口的容纳腔,第一检测器321及第二检测器322固定在该容纳腔内,从而可以将容纳腔对准某一定日镜,这样该定日镜反射的太阳光线主要进入容纳腔内,并被第一感测面32a所感测,从而使得该定日镜辅助校准装置仅用于校准对准的定日镜,避免多个定日镜反射的太阳光线直接发生干扰,提高校准的并行性。
在本发明的另一实施例中,参照图4,所述校准本体还可以包括:第一光学表面35及第二光学表面36;所述第一光学表面35及所述第二光学表面36,位于所述遮光面34的对称两侧,且与所述遮光面34相连接形成容纳腔。其中,所述第一光学表面35具有第一透光孔,所述第二光学表面具有第二透光孔。
在具体实施中,所述校准本体可以具有多种形状。比如,参照图5,所述校准本体可以为圆柱体,此时,第一光学表面35及第二光学表面36相当于圆柱体的上下表面,遮光面34相当于圆柱体的圆柱面。参照图6,所述校准本体可以具有一定的弧度,所述第一检测器321及第二检测器322固定在校准本体内且具有一定的夹角。
在一些实施例中,所述校准本体也可以为具有第一光学表面及第二光学表面的其它形状,比如,长方体、正方体等,此处不作限制。
在具体实施中,第一光学表面35及第二光学表面36可以为遮光材料制成的玻璃盖板,例如镜头。在一实施例中,为了方便校准,可以设置第一透光孔及所述第二透光孔中至少一个位于所在光学表面的中心。例如,可以设置第一透光孔位于第一光学表面的中心,所述第二透光孔位于所述第二光学表面的中心。
在具体实施中,参照图5,可以设置所述第一光学表面35与所述第一感测面32a相平行,所述第二光学表面36与所述第二感测面32b相平行。由此第一光学表面35与第二光学表面36相平行。
在其它实施例中,第一光学表面35与第一感测面32a之间也可以存在一定的夹角,第二光学表面36与第二感测面32b也可以存在一定的夹角,第一光学表面35与第二光学表面36可以不平行。
以所述校准本体为圆柱体且第一检测器321及第二检测器322均为图像传感器为例,假设第一透光孔及第二透光孔均位于所在光学表面的中心,基于小孔成像原理,第一检测器321可以输出太阳的像在第一感测面32a上的成像图像,第二检测器322可以输出接收塔靶点在第二感测面32b上的成像图像。控制组件基于第一检测器321及第二检测322输出的成像图像,可以确定第一光斑位置的坐标,以及确定第二光斑位置的坐标。例如,参照图6,接收塔靶点在第二感测面32b上的成像图像如P1所示,图像P1中点O’即接收塔靶点O的成像位置。
参照图7,第一感测面32a所在的坐标系为(Xd,Yd,Zd),第二感测面32b所在的坐标系为(Xu,Yu,Zu)。所述第一感测面32a与第二感测面32b具有第一夹角,所述第一夹角可以分解成:第一感测面32a所在坐标系的坐标轴Xd与第二感测面32b所在坐标轴坐标系的Xu之间的方向角α,第一感测面32a所在坐标系的坐标轴Yd与第二感测面32b所在坐标轴坐标系的Yu之间的俯仰角β。
在确定第一光斑位置及第二光斑位置后,控制组件可以计算第一连线与第一感测面32a之间的第二夹角,以及第二连线与第二感测面32b之间的第三夹角。
具体地,参照图8,在确定第一光斑位置K后,第一光斑位置K与太阳的像之间的连线(也就是第一光斑位置K与第一透光孔之间的连线)即第一连线L1。第一光斑位置K的位置坐标与第一连线L1与第一感测面32a之间的第二夹角相关,基于第一光斑位置K的位置坐标,可以计算第一连线L1与第一感测面32a之间的所成第二夹角的方向角θd及俯仰角Φd。同理可以计算得到第二连线与第二感测面32b之间所成第三夹角的方向角θu及俯仰角Φu。
控制组件基于第一夹角,对第三夹角进行补偿时,补偿后第三夹角满足以下公式:
Φdu=Φu+α*θdu=θu+β (1)
其中,Φdu为补偿后第三夹角的俯仰角,θdu为补偿后第三夹角的方向角。
基于公式(1),可以计算得到Φdu及θdu。控制组件可以基于Φdu及θdu,计算得到太阳的像在第一感测面32a上所要成像的坐标(xpd,ypd),将该坐标作为定日镜支架要调整的目标点。当坐标(xpd,ypd)与第一光斑位置K坐标不一致时,调整定日镜,直至第一光斑位置K的坐标为(xpd,ypd)。这样,校准完成后,太阳的像可以直接入射至接收塔靶点处。
在具体实施中,所述控制组件还可以与定日镜支架601通信连接。所述定日镜支架601与所述定日镜60连接,用于在所述控制组件的控制下,对所述定日镜60执行角度调整操作。具体地,定日镜支架601可以接收控制组件发送的控制信号,从而在所接收的控制信号的控制下,调整定日镜的角度。
在具体实施中,参照图3,所述定日镜辅助校准装置30还可以包括:校准本体支架37。所述校准本体支架37与所述校准本体连接,用于在所述控制组件的控制下,对所述校准本体执行角度调整操作。具体地,校准本体支架37可以接收控制组件发送的控制信号,从而在所接收的控制信号的控制下,调整校准本体的角度。
在具体实施中,校准本体支架37可以独立安装于地面,也可以安装在定日镜的支撑轴上或者是定日镜的镜面上,此处不作限制。
在具体实施中,控制组件36以集成于容纳腔内,也可以集成于校准本体支架37支架上,通过信号线与校准本体支架37及定日镜支架601进行互联。
在具体实施中,所述校准本体支架371及定日镜支架372,均可以包括驱动部件及转轴。所述驱动部件可以驱动转轴沿水平方向或者竖直方向转动,从而实现对校准本体或者定日镜的角度调整。其中,所述驱动部件可以为步进电机,也可以为其它驱动部件,此处不作限制。
采用本发明实施例中定日镜辅助校准装置,可以实现超高精度的校准方式,调节精度根据光学方案可以达到0.1°以内。并且,由于调节精度高,可以构建更大的定日镜场,提高电站的发电效率。另外,采用本发明实施例中定日镜辅助校准装置,使用图像传感器作为检测组件时,可以全天候处于在线校准状态,提高校准的实时性。
为了使本领域技术人员更好地理解和实现本发明,以下对上述校准装置对应的方法及系统进行详细描述。
参照图10,本发明实施例还提供了一种定日镜辅助校准方法,采用上述实施例中任一种定日镜辅助校准装置30对定日镜进行校准。具体地,所述方法可以包括如下步骤:
步骤110,检测太阳的像在第一感测面上的第一光斑位置,以及检测接收塔靶点在所述第二感测面上的第二光斑位置。
步骤120,计算第一连线与第一感测面之间的第二夹角,以及第二连线与第二感测面之间的第三夹角。
步骤130,利用所述第一夹角对所述第三夹角进行补偿,并根据补偿结果调整定日镜的角度,使得补偿后的第三夹角等于所述第二夹角。
以所述检测组件包括第一检测器及第二检测器为例,第一检测器可以将采集到的第一光斑位置的信息发送至控制组件,第二检测器可以将采集到的第二光斑位置的信息发送至控制组件。控制组件可以对接收到的信息进行处理。
比如,当第一检测器及第二检测器均为图像传感器时,第一检测器及第二检测器可以将采集到的图像数据发送给控制组件。控制组件可以根据接收到的图像数据计算得到第二夹角及第三夹角。
控制组件可以利用第一夹角对第三夹角进行补偿,补偿后第三夹角对应于第一感测面上的位置坐标与当前第一光斑位置的坐标不同时,控制组件可以计算定日镜的调整角度,从而向定日镜支架发送相应的调整角度信号,使得定日镜支架带动定日镜进行角度微调,最终使得重新调整后的第二夹角等于补偿后的第三夹角。
这样,利用定日镜辅助校准装置内部的自动补偿,实现光线对准。最终调整完成的状态可以如图9所示。此时太阳的象D发出的光线直射接收器51。
本发明实施例还提供了一种光热发电系统,参照图9,所述系统可以包括:
定日镜40、接收塔50以及定日镜辅助校准装置30,所述定日镜辅助校准装置30与所述定日镜一一对应。
在具体实施中,设置定日镜辅助校准装置30与定日镜一一对应,由此每个定日镜辅助校准装置30可以针对唯一的定日镜进行校准,防止定日镜反射的太阳光线之间发生干扰,从而可以提高校准的并行性。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (15)
1.一种定日镜辅助校准装置,其特征在于,包括:
校准本体,检测组件以及控制组件;
所述检测组件位于所述校准本体上;所述检测组件具有相对设置的第一感测面及第二感测面;所述第一感测面与所述第二感测面之间具有第一夹角;所述检测组件,用于检测太阳的像在所述第一感测面上的第一光斑位置,以及检测接收塔靶点在所述第二感测面上的第二光斑位置;
所述控制组件,用于计算第一连线与第一感测面之间的第二夹角,以及第二连线与第二感测面之间的第三夹角,并利用所述第一夹角对所述第三夹角进行补偿,以根据补偿结果调整定日镜的角度,使得补偿后的第三夹角等于所述第二夹角;
其中,所述第一连线为太阳的像与第一光斑位置的连线,所述第二连线为接收塔靶点与第二光斑位置的连线。
2.如权利要求1所述的定日镜辅助校准装置,其特征在于,所述校准本体包括:遮光面;所述遮光面围成容纳腔;所述检测组件位于所述容纳腔内。
3.如权利要求2所述的定日镜辅助校准装置,其特征在于,所述校准本体还包括:第一光学表面及第二光学表面;所述第一光学表面及所述第二光学表面,位于所述遮光面的对称两侧,且与所述遮光面相连接形成容纳腔,其中,所述第一光学表面具有第一透光孔,所述第二光学表面具有第二透光孔。
4.如权利要求3所述的定日镜辅助校准装置,其特征在于,所述第一透光孔及所述第二透光孔中的至少一个位于所在光学表面的中心。
5.如权利要求3所述的定日镜辅助校准装置,其特征在于,所述第一光学表面与所述第一感测面相平行,所述第二光学表面与所述第二感测面相平行。
6.如权利要求1至5任一项所述的定日镜辅助校准装置,其特征在于,所述检测组件包括:第一检测器及第二检测器,所述第一检测器用于太阳相对于所述第一感测面的第一位置,所述第二检测器用于检测接收塔靶点相对于所述第二感测面的第二位置。
7.如权利要求6所述的定日镜辅助校准装置,其特征在于,所述第一检测器及第二检测器中至少一个为传感器。
8.如权利要求7所述的定日镜辅助校准装置,其特征在于,所述传感器为四象限传感器,接触式图像传感器或者位置敏感传感器。
9.如权利要求6所述的定日镜辅助校准装置,其特征在于,所述第一检测器及第二检测器背靠背设置。
10.如权利要求1所述的定日镜辅助校准装置,其特征在于,所述控制组件还与定日镜支架通信连接;所述定日镜支架,与所述定日镜连接,用于在所述控制组件的控制下,对所述定日镜执行角度调整操作。
11.如权利要求10所述的定日镜辅助校准装置,其特征在于,还包括:校准本体支架,所述校准本体支架安装在所述定日镜支架或者所述定日镜的镜面上。
12.如权利要求1所述的定日镜辅助校准装置,其特征在于,所述校准本体为圆柱体。
13.如权利要求1所述的定日镜辅助校准装置,其特征在于,所述接收塔靶点为接收塔上接收器的中心点。
14.一种定日镜辅助校准方法,其特征在于,采用权利要求1至13任一项所述的定日镜辅助校准装置对定日镜进行校准;所述方法包括:
检测太阳的像在第一感测面上的第一光斑位置,以及检测接收塔靶点在所述第二感测面上的第二光斑位置;
计算第一连线与第一感测面之间的第二夹角,以及第二连线与第二感测面之间的第三夹角;
利用所述第一夹角对所述第三夹角进行补偿,并根据补偿结果调整定日镜的角度,使得补偿后的第三夹角等于所述第二夹角;
其中,所述第一连线为太阳的像与第一光斑位置的连线,所述第二连线为接收塔靶点与第二光斑位置的连线。
15.一种光热发电系统,其特征在于,包括:定日镜、接收塔以及权利要求1至13任一项所述的定日镜辅助校准装置,所述定日镜辅助校准装置与所述定日镜一一对应。
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