CN208171884U - 一种塔式太阳能用定日镜镜面洁净程度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种塔式太阳能用定日镜镜面洁净程度检测装置。包括工控机、定日镜、小车、无人机和红外热像仪，工控机连接定日镜，定日镜与工控机连接，工控机控制定日镜工作，小车和无人机上均装有红外热像仪，无人机飞行在小车上方，小车和无人机在定日镜前方并且使得红外热像仪探头朝向定日镜。本实用新型洁净程度检测装置能够用于实现检测塔式太阳能定日镜在长期运行中的定日镜面洁净程度，不需要额外光源和靶面，降低了定日镜镜面洁净程度的检测成本。

Description

一种塔式太阳能用定日镜镜面洁净程度检测装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能光热发电领域，特别涉及了一种塔式太阳能用定日镜镜面洁净程度检测装置。

背景技术

太阳能作为一种情节的可再生能源以其能量巨大、持久和环境友好等特点得到越来越的应用，目前利用太阳能主流发电系统分为两种：一是太阳能光伏发电，二是太阳能热发电。太阳能热发电以聚光式为主，主要包括：塔式、槽式和碟式等。

塔式太阳能热发电系统一般由吸热塔、定日镜阵列、发电机组和储热罐等四个主要部分组成。定日镜阵列属于光热电站系统中的聚光集热子系统。定日镜是一种由镜面(反射镜)、镜架(支撑结构)、跟踪控制系统、跟踪传动机构等组成的聚光装置，用于跟踪接收到聚集反射太阳光线至接收塔顶部的集热器，是塔式太阳能热发电站的主要核心技术和装置。吸热塔属于光热电站系统中的集热子系统，它将定日镜所捕捉、反射、聚焦的太阳能直接转化为可利用的高温热能，为发电机组提供动力源，从而实现热发电。

定日镜镜面的洁净程度一直是影响光热电站发电效率的首要因素。因为镜面洁净程度的下降，就会使得从镜面反射的光线减少，聚光倍数的减少使产热能力下降，最终会影响到汽轮机发电机组的运行效率。目前绝大多数光热电站都采用定期清洁定日镜面去清除定日镜面的积尘。但定期清洁脱离了定日镜面实际的洁净程度，会使光热电站的发电效率得不到保证。所以需要一种能够检测定日镜面洁净程度的装置来指导清洗周期。

现有的技术中通常使用在白天，用定日镜反射太阳光至靶面，用CCD采集靶面的亮度信息，根据靶面亮度判断定日镜镜面的清洁程度。这种在白天塔式发电站运行期间进行检测定日镜面洁净程度的方式，存在影响发电效率的问题。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供了一种塔式太阳能用定日镜镜面洁净程度检测装置。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案包括以下步骤：

本实用新型包括工控机、定日镜、小车、无人机和红外热像仪，工控机连接定日镜，定日镜与工控机连接，工控机控制定日镜工作，小车和无人机上均装有红外热像仪，无人机飞行在小车上方，小车和无人机在定日镜前方并且使得红外热像仪探头朝向定日镜。

所述无人机和小车上还搭载有温度传感器，通过无人机或小车移动到定日镜附近通过温度传感器和红外热像仪进行拍摄和测量。

所述的红外热像仪探头的光轴与定日镜镜面法向量的夹角在±10°～20°之间。

还包括计算机，小车和无人机均连接计算机。

所述的小车和无人机通过无线计算机与通讯连接。

所述检测装置置于晴朗无风的夜晚。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型洁净程度检测装置能够用于实现检测塔式太阳能定日镜在长期运行中的定日镜面洁净程度，解决了现有定期清洗定日镜带来的发电效率下降，电站运行成本上升的问题和现有检测手段会影响发电效率的问题。

本实用新型洁净程度检测能用于在夜晚户外检测镜面洁净程度，不会影响塔式太阳能发电站发电效率。

本实用新型能够用于利用红外热像仪检测定日镜镜面洁净程度不需要额外光源和靶面，利用无人机或小车搭载热像仪拍摄定日镜即可，降低了定日镜镜面洁净程度的检测成本。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

图中：工控机1、定日镜2、无人机3、红外热像仪4、小车5、计算机6。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型具体实施包括工控机1、定日镜2、小车5、无人机3和红外热像仪4，工控机1连接定日镜2，定日镜2与工控机1连接，工控机1控制定日镜2工作，小车5和无人机3上均装有红外热像仪4，无人机3飞行在小车5上方，小车5和无人机3在定日镜2前方并且使得红外热像仪4探头朝向定日镜2。

如图1所示，无人机3和小车5上还搭载有用于辅助测量环境温度的温度传感器，通过无人机或小车移动到定日镜2附近通过温度传感器和红外热像仪4 进行拍摄和测量。

红外热像仪4探头的光轴与定日镜2镜面法向量的夹角在±10°～20°之间，避免热像仪本身在红外图像中成像。

还包括计算机6，小车5和无人机3通过无线计算机6与通讯连接。

在晴朗无风的夜晚时，没有了太阳辐射的影响，设置热像仪4的发射率为1，工控机1控制待测定日镜2至合适拍摄角度，使小车5或者无人机3搭载红外热像仪4以一定角度采集该定日镜的红外图像，此角度使镜面法向量与热像仪镜头光轴夹角在±10°～20°之间，热像仪与定日镜的距离应保持在热像仪拍摄的定日镜的面积为定日镜面积80％左右，利用小车或无人机携带的温度传感器记录图像拍摄时的环境温度，将两者发送给计算机6。

计算机6中提取出定日镜拼接边界所在的图像区域并从红外图像中除去后得到镜面红外图像，对镜面红外图像的红外温度值进行平均计算获得平均温度，将平均温度与用已知环境温度和预先铺设于定日镜2表面灰尘重量拟合获得的标准曲线对照获得灰尘重量，进而表征洁净程度。

本实用新型中考虑夜间定日镜在不运行的情况下不产生热量，所以认为洁净镜面的温度与环境温度近似相等。

Claims (6)

1.一种塔式太阳能用定日镜镜面洁净程度检测装置，其特征在于：包括工控机(1)、定日镜(2)、小车(5)、无人机(3)和红外热像仪(4)，工控机(1)连接定日镜(2)，定日镜(2)与工控机(1)连接，工控机(1)控制定日镜(2)工作，小车(5)和无人机(3)上均装有红外热像仪(4)，无人机(3)飞行在小车(5)上方，小车(5)和无人机(3)在定日镜(2)前方并且使得红外热像仪(4)探头朝向定日镜(2)。

2.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能用定日镜镜面洁净程度检测装置，其特征在于：所述无人机(3)和小车(5)上还搭载有温度传感器，通过无人机或小车移动到定日镜(2)附近通过温度传感器和红外热像仪(4)进行拍摄和测量。

3.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能用定日镜镜面洁净程度检测装置，其特征在于：所述的红外热像仪(4)探头的光轴与定日镜(2)镜面法向量的夹角在±10°～20°之间。

4.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能用定日镜镜面洁净程度检测装置，其特征在于：还包括计算机(6)，小车(5)和无人机(3)均连接计算机(6)。

5.根据权利要求4所述的一种塔式太阳能用定日镜镜面洁净程度检测装置，其特征在于：所述的小车(5)和无人机(3)通过无线计算机(6)与通讯连接。

6.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能用定日镜镜面洁净程度检测装置，其特征在于：所述检测装置置于晴朗无风的夜晚。