RU1776936C

RU1776936C - Солнечна энергетическа установка

Info

Publication number: RU1776936C
Application number: SU904796713A
Authority: RU
Inventors: Вильгельм Михайлович Дубилович
Original assignee: Западный филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им.Ф.Э.Дзержинского
Priority date: 1990-02-28
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1992-11-23

Abstract

Сущность изобретени : на разных высотных отметках башни 1 устанавливаютс основной и дополнительный приемники излучени 2, 3, а в составе системы автоматического управлени гелиостатами предусматриваетс специальный блок дл выбора приемника излучени на заданный интервал рабочего времени каждому гелиостату 5. При этом повышаетс энергетический вклад и сокращаютс затраты энергии на собственные нужды каждого гелиостата за счет выбора наиболее целесообразного приемника, снижаютс требовани к автоматической системе управлени гелиостатами (по скорост м и углам разворота); повышаетс надежность работы установки за счет дублировани приемника излучени , работающего в услови х резко переменных нагрузок.4 ил. сл VI XI Os ю СА) О / / /

Description

UU&.1

Изобретение относитс к гелиотехнике и может быть использовано при создании солнечных энергетических установок башенного типа.

Известны солнечные энергетические установки (СЭУ), содержащие башню, наверху которой находитс приемник излучени , причем башн располагаетс в центре кругового концентратора солнечных лучей (гелиостатного пол ). Управление отражател ми гелиостатов, установленных на поле, осуществл ет специальна автоматическа система управлени в соответствии с движением Солнца по небосводу. Отражатели при слежении за Солнцем измен ют свое положение в пространстве по двум координатам (азимуту и зениту), направл отраженные лучи в прицельные точки, наход щиес на приемнике излучени . Высота установки на башне приемника излучени и расположение гелиостатов на поле вокруг башни определ ютс исход из минимальных суммарных затенений и блокировок всех отражателей за рабочий период работы СЭУ. Однако, не смотр на это, данные установки обладают существенным недостатком , заключающимс в низкой эффективности работы, св занной с плохой концентрацией энергии значительным количеством гелиостатов в течение рабочего дн из-за их неудовлетворительного расположени относительно Солнца и приемника излучени .

Наиболее близким техническим решением вл етс СЭУ, котора содержит не одну, а несколько установленных на поле гелиостатов башен с приемниками излучени наверху. Дл такой СЭУ на основании расчета выбираютс наиболее целесообразные приемники и группы гелиостатов, Оптическое взаимодействие которых производитс с помощью автоматической системы управлени . Через определенные интервалы времени сформированные оптические системы пересматриваютс и при необходимости устанавливаютс новые. Недостатком данной СЭУ вл етс увеличение количества башен с приемниками излучени , увеличение площади, занимаемой установками, увеличение расходов на собственные нужды (дл переориентации гелиостатов с одного приемника излучени на другой, наход щийс не на одной башне) и

ДР.

Цель изобретени - повышение оптического КПД СЭУ.

Данна цель достигаетс тем, что СЭУ, содержаща башню с установленным на ней приемником излучени , поступающего от гелиостатов, размещенных вокруг башни

и след щих за дневным перемещением Солнца посредством таймера, коммутатора и блока задани углов наведени гелиостатов на приемник, вход щих в автоматическую

систему управлени , снабжена дополнительным приемником, установленным на башне, при этом основной и дополнительный приемник установлены на разных уровн х и выполнены в виде усеченных чеистых

конусов, кажда чейка которых выполнена в виде полостного приемника, а автоматическа система управлени снабжена блоком выбора приемника, первый и второй входы которого соединены с коммутатором и таймером , а выход - с блоком задани углов наведени .

На фиг. 1-4 показана предлагаема установка .

На фиг.1 представлена обща компоновка установки, котора имеет башню 1 с размещенными на разной высоте приемниками излучени 2 и 3 (в общем случае приемников может быть и больше) и концентратор в виде кругового пол гелиостатов 5. Слежение гелиостатов 5 за Солнцем 4 осуществл етс с помощью автоматической системы управлени (фиг.2), содержащей блок 6 задани приемника излучени , выход которого соединен с

первым входом блока 8 задани углов наведени гелиостата на приемник, выход кото- - рого соединен с первым входом блока 10 отработки задани . Помимо указанного входа на блок 10 поступают сигналы от датчиков 11 положени гелиостатов (ДП). Блок 10 содержит столько выходов, сколько имеетс гелиостатов 5, с каждым из которьо он св зан через соответствующие исполнительные механизмы 12 (ИМ). Вход коммутатора

9 соединен с одним из выходов блока 10 отработки задани , а выход - с первым входом блока задани приемника излучени , на второй вход которого подключен выход таймера 7, св занного также и со вторым входом блока 8 задани углов наведени гелиостата на приемник излучени . В зависимости от режима работы или возникшей ситуации на СЭУ приемники излучени 2 и 3 могут быть включены последовательно,

параллельно или любой из них может быть выведен из работы .с помощью задвижек 13 (фиг.З). Приемники излучени 2 и 3 выполнены в виде усеченных чеистых конусов, кажда чейка 14 которых представл ет

- полостной приемник (фиг.4).

Солнечна энергетическа установка работает следующим образом.

К началу рабочего дн поле гелиостатов 5 ориентировано таким образом, чтобы с

наступлением назначенного времени работы все отраженные потоки энергии направл лись на приемники. С включением автоматической системы управлени блок б задани приемника излучени по сигналу коммутатора 9, определ ющего номер гелиостата 5, дл которого необходимо определить наиболее целесообразный приемник излучени , с которым он должен оптически взаимодействовать, начинает работать . Зтот блок 6 рассчитывает возможный энергетический вклад назначенного коммутатором 9 гелиостата с учетом возникающих затенений и блокировок, если он будет взаимодействовать по отдельности с приемником 2 (Э2) и с приемником 3 (Эз). Затем определ ютс затраты энергии на собственные нужды дл осуществлени процесса слежени гелиостата за движением Солнца 4 (соответственно 32 и Зз). После этого находитс разность

А(Э2-32)-(Эз-Зз),

по знаку которой и устанавливаетс наиболее целесообразный дл данного гелиостата приемник излучени : если Л положительна, то приемник 2, отрицательна - приемник 3. Дл установлени положени Солнца 4 на небосводе в блоках 6 и 8 используютс сигналы таймера 7, позвол ющие судить об астрономическом времени. После установлени приемника излучени в блоке 8 определ ютс углы наведени гелиостата на выбранный приемник излучени . Кроме того , в блоке 6 провер етс возможность по влени особых точек в управлении гелиостатом, который должен взаимодействовать с выбранным приемником излучени . При их наличии на предсто щий интервал работы гелиостат переключаетс на работу с другим приемником во избежание потери управлени . В блоке 10 сравниваютс заданные углы наведени с фактическими, полученными с помощью датчика 11 положени гелиостата, и на ос- новании этого сравнени вырабатываетс воздействие дл исполнительного механизма 12 гелиостата. Гелиостат, отрабатыва выработанный сигнал, устран ет рассогласование и тем самым начинает наиболее оптимально с энергетической точки зрени функционировать в установке. Далее коммутатор 9 назначает следующий номер гелиостата , и процесс повтор етс . Следует отметить, что энергетический вклад каждого гелиостата пол , а также его затраты энергии на собственные нужды дл осуществлени процесса слежени не вл ютс посто нными ни в течение дн , ни в течение

года. Эти изменени существенно з-эвис т от расположени гелиостата относительно башни, а также высоты установки приемника на башне, дл подтверждени чего на 5 фиг.1 показан ход падающих и отраженных лучей дл гелиостатов 5, различно расположенных относительно башни 1 (отраженные лучи, взаимодействующие с приемником 3, изображены штрихозыми лини ми). Дейст10 вительно, дл гелиостатов 5, наход щихс между Солнцем 4 и башней 1, приемник 2 более предпочтителен, чем приемник 3, по затратам энергии на собственные нужды, т.к. в процессе слежени гелиостаты разво15 рачиваютс на меньший угол, а дл гелиостатов 5, наход щихс за башней 1 - ситуаци противоположна , более целесообразен приемникЗ. Уменьшение углов разворота приводит к снижению требуемой

0 скорости движени гелиостатов, что немаловажно дл организации непрерывного и точного слежени за Солнцем. При ненормальных режимах работы СЭУ в случае отказа приемника излучени , наход щегос в

5 работе, в блок 6 выдаетс команда на запрет загружать вышедший из стро приемник, и вс теплова нагрузка передаетс на исправный приемник, который включаетс в работу , если не был включен. В остальных

0 случа х аварийных ситуаций функционирование рассматриваемой СЭУ не отличаетс от действий ей подобных. После окончани работы СЭУ гелиостаты по командам из блока 8 привод тс в рабочие положени , соот5 ветствующие началу работы установки на следующий день. Данна СЭУ реально осуществима . Опыт разработки и изготовлени приемников излучени в виде усеченных чеистых конусов в мире имеетс . Установ0 ка несколько приемников на одной башне трудностей не вызывает. Схема включени и переключени приемников излучени проста (приведена на фиг.З). Известна автоматическа система управлени гелиостатами

5 дополн етс блоком 6 задани приемника излучени , который конструктивно не вл етс сложным. Если в составе системы управлени имеетс ЭВМ, то функции данного блока могут быть выполнены в виде комп0 лекса программ. Процесс выбора приемника излучени можно рассматривать, как корректирующий, по отношению к основному процессу слежени гелиостатов за Солнцем .

5- Использование изобретени позволит повысить энергетический вклад и сократить затраты на собственные нужды каждого гелиостата концентратора установки;снизить требовани к системе управлени гелиостатами (по скорост м и углам разворота); устранить отрицательное вли ние перекрестного эффекта в работе автоматической системы управлени гелиостатами путем выбора соответствующего приемника энергии , позвол ющего при слежении обойти особые точки, в которых гелиостаты тер ют управление; повысить надежность работы установки за счет дублировани одного из важнейших узлов - приемника энергии, работающего в услови х резко переменных нагрузок.

Claims

Формула изобретени Солнечна энергетическа установка, содержаща башню с установленным на ней приемником излучени , поступающего от гелиостатов, размещенных вокруг башни и след щих за дневным перемещением Сол

5

нца посредством таймера, коммутаторе и блока задани углов наведени гелиостатов на приемник, вход щих в автоматическую систему управлени , отличающа с тем, что, с целью повышени оптического КПД установки, последн снабжена дополнительным приемником, установленным на башне, при этом основной и дополнительный приемники установлены на разных уровн х и выполнены в виде усеченных чеистых конусов, кажда чейка которых выполнена в виде полостного приемника, а автоматическа система управлени снабжена блоком выбора приемника, первый и второй входы которого соединены с коммутатором и таймером, а выход - с блоком задани углов наведени .

Вход

Солнвчт/е лучи /J

Фиг.2

Солнечные

Фиг.З