CN201983486U - 塔式太阳能热发电站的定日镜跟踪控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种塔式太阳能热发电站的定日镜跟踪控制装置，该装置包括一组摄像机、通讯系统、控制系统和驱动装置；用于实时拍摄定日镜跟踪太阳反射光斑的摄像机安装于集热器上；通讯系统将摄像机拍摄的信号传输到控制系统；控制系统基于上述信号确定定日镜的位置，发送指令给驱动装置；驱动装置对定日镜的位置进行调节。本实用新型定日镜跟踪控制装置跟踪控制精度高，且成本低。

Description

塔式太阳能热发电站的定日镜跟踪控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种塔式太阳能热发电站的定日镜跟踪控制装置，适用于塔式平面或微曲面的定日镜装置。

背景技术

塔式太阳能热发电系统中，需要选择一种合理的定日镜跟踪控制装置使得所有定日镜都能将太阳光全部反射到集热器，现有的跟踪技术大多采用定日镜小孔成像的方法或人工光源跟踪校准的方法等等；这些方法投资较大，控制逻辑复杂，此外，也难以测量和控制每个定日镜所反射的太阳光在集热器上的准确位置，当过多阳光反射至集热器上同一位置时，容易造成集热器的局部过热，严重时可能造成集热器的损坏。因此塔式太阳能热发电系统需要一种能够提高跟踪精度、降低成本的定日镜跟踪控制装置。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术的缺陷，提供一种跟踪精度高、成本低的定日镜跟踪控制装置。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种塔式太阳能热发电站的定日镜跟踪控制装置，该装置包括包括一组摄像机4、通讯系统、控制系统和驱动装置；其中用于实时拍摄定日镜跟踪太阳反射光斑5的摄像机安装于集热器2上；所述通讯系统将摄像4机拍摄的信号传输到控制系统；所述控制系统基于上述信号确定定日镜的位置，发送指令给驱动装置；所述驱动装置对定日镜的位置进行调节。

对本实用新型的进一步改进为：上述的一组摄像机4为9个，分别安装在集热器2四周及中心位置，呈阵列分布。每个摄像机均采用耐高温摄像头，在耐高温摄像头上设有滤光片。所述一组摄像机每个均通过视频线与计算机视频接收卡相连。同时对定日镜的位置调整为对其俯仰角和方位角的调整。

本实用新型具有以下优点：

（1）通过安装在集热器上的摄像机接收定日镜的反射影像，能够判断定日镜反射的阳光在集热器上的位置，据此调整定日镜的角度更加精确；

（2）同时采用该装置，无需在每面定日镜上安装成像设备，无需设置人工光源和复杂的逻辑控制，降低了成本；且对于定日镜的安装也不需要高精密度，可以大大提高镜场的安装速度以及定日镜的调试速度；

（3）摄像机呈阵列分布，可以更好的判断定日镜的反射光斑具体位置，同时对于小光斑也能够保证处于集热器中间的摄像机能够接收到定日镜的反射影像；每个摄像机均通过视频线与计算机视频接收卡相连，方便操作员通过计算机直观地看到定日镜反射光斑的情况。

附图说明

图1为本实用新型塔式太阳能热发电站的定日镜跟踪控制装置的结构示意图；

图2为摄像机拍摄到的定日镜的反射影像示意图；

图3为摄像机阵列与光斑位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型定日镜跟踪控制装置进行详细的说明。

如图1所示，本实用新型塔式太阳能热发电站的定日镜跟踪控制装置，包括一组摄像机4、通讯系统、控制系统和驱动装置。其中摄像机为9个，分别安装在集热器2的四周及中间位置，呈阵列分布。每个摄像机均采用耐高温摄像头，摄像头镜头前采用滤光片，摄像机能够自动变换滤光等级，自动选择最佳的滤光效果，把散射出来的强度较弱的光线予以过滤，光线强度较高的部分可以通过滤光片到达摄像头，从而形成较清晰的影像。利用摄像机实时拍摄定日镜跟踪太阳反射出的光斑，并将反射的光斑影像通过通讯系统（有线或无线通讯）传输到控制系统。控制系统基于上述影像数据确定定日镜的俯仰角和方位角，发送指令给驱动装置，然后驱动装置根据指令对定日镜的俯仰角和方位角进行调节。每个摄像机都可以监测整个镜场的全部定日镜的运行状况，同时每台摄像机通过视频线与操作员的计算机视频接收卡相连接，操作员在计算机上可以直观地看到定日镜反射光斑的情况。

结合图2，摄像机4以及定日镜的安装位置固定，所以每一面定日镜在摄像机所采集图像中的位置是固定的，控制系统通过对每部摄像机4所采集的图像进行处理，可以判断每一面定日镜是否已将阳光反射至本摄像机4。黑点部分为光斑5，表示该位置定日镜已将阳光反射至本摄像机，而某定日镜对应位置无黑点则表示该定日镜未将阳光反射至本摄像机。

通过控制系统对未将阳光反射至摄像机4的定日镜的驱动装置发送指令，分别对定日镜垂直方向和水平方向的位移进行微调，直到在摄像机4的阵列中发现该定日镜的反射影像：控制系统计算出将太阳反射至集热器2时每一面定日镜的角度，并根据计算结果对每一面定日镜进行调整，由于定日镜的驱动装置在制造和使用过程的机械公差，这种调整所能达到的精度不高，但可以保证定日镜所反射的阳光被摄像头阵列中至少一个摄像头所接收。

结合图3，如果定日镜镜场中某一面定日镜反射的阳光被位于集热器2左上方的摄像头41所接收而其它位置摄像头没有接收到，则首先应调整定日镜的俯仰角度使得该定日镜的光斑5往下方移动，直到下方的摄像头44及摄像头47接收到该定日镜的反射影像，然后继续对该定日镜的方位角进行微调，直至摄像头43、46及49都能够接收到该定日镜的反射影像。对于较小的定日镜光斑不能够覆盖所有的9台摄像机的情况，在调试过程中至少需要保证安装在集热器中间的摄像机45能够接收到定日镜的反射影像。根据摄像机的安装尺寸以及对定日镜反射影像的接收情况可以大致判断反射光斑在集热器的具体位置，可以很直接地观察出光斑在集热器受热面上的分布情况。光斑5出现在摄像机阵列的其他位置上以上述类似的方法进行调节。由此可知，根据定日镜反射的阳光被位于集热器2上摄像头阵列所接收的情况，可以判断出定日镜反射的光斑5的位置，并进而对该定日镜的俯仰角和方位角进行微调整，从而实现对整个塔式太阳能热发电系统中定日镜镜群的跟踪控制。

Claims (4)

1.一种塔式太阳能热发电站的定日镜跟踪控制装置，其特征在于：该装置包括一组摄像机、通讯系统、控制系统和驱动装置；用于拍摄定日镜跟踪太阳反射光斑的摄像机安装于集热器上；所述通讯系统将摄像机拍摄的信号传输到控制系统；所述控制系统根据上述信号确定定日镜的位置，并发送指令给驱动装置；所述驱动装置对定日镜的位置进行调节。

2.根据权利要求1所述的塔式太阳能热发电站的定日镜跟踪控制装置，其特征在于：所述一组摄像机为9个，呈阵列分布安装在集热器四周及中心位置。

3.根据权利要求1或2所述的塔式太阳能热发电站的定日镜跟踪控制装置，其特征在于：所述摄像机采用耐高温摄像头，所述耐高温摄像头上设有滤光片。

4.根据权利要求1或2所述的塔式太阳能热发电站的定日镜跟踪控制装置，其特征在于：所述摄像机通过视频线与计算机视频接收卡相连。

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