SU1141274A1 - Гелиокомплекс - Google Patents

Abstract

1. ГЕЛИОКОМПЛЕКС, содержащий гелиоустановки с по меньшей мере одним приемником излучени , снстему слежени , имеющую автоматически ориентируемый с помощью приводов на Солнце светочувствительный датчик с оптической осью, имеющий кинематически св занный с его привода ми блок формировани  управл ющих сигналов и датчики положени , и приводы гелиоустановок , подключенные электрической цепью к преобразователю, св занному с датчикамн положени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности слежени , он снабжен датчиками положени  гелиоустановок , закрепленными на каждой из последних входными торцами двум  подвижными световодами, кинематически св занными с соответствующими приводами гелиоустановки , и установленным в светочувствительном датчике теневым экраном с диафрагмами , a блок формировани  управл ющих сигналов выполнен в виде пары объективов с зеркалами, установленных внутри светочувствительного датчика с возможностью перемещени , причем все датчики положени  выполнены в виде пакетов волоконных световодов, входные торцы которых расположены в линию, a выходные введены в кодирующие устройства, электрически соединенные с преобразователем, и входные торцы световодов датчиков положени  каждой гелиоустановки оптически св заны с соответствующими выходными торцами подвижных световодов, a входные торцы световодов датчиков положени  светочувстви-8 тельного датчика введены внутрь последнего и оптически св заны с соответствующей диафрагмой с помощью перемещаемых параллельно оптической оси объектива с зеркалом . 8 2. Гелиокомплекс по п. 1, отличающийс  тем, что он содержит гелиоустановки в виде пол  гелиостатов и установленные на бащне центральный приемник излучени  и светочувствительный датчик.

Description

Изобретение относитс  к гелиотехнике, в частности к гелиокомплексам, в которых гелиоустановки ориентируютс  на Солнце с помощью единого светочувствительного датчика. Известен гелиокомплекс, содержащий гелиоустановки с по меньшей мере одним приемником излучени , систему слежени , имеющую автоматически ориентируемый с помощью приводов на Солнце светочувствительный датчик с оптической осью, имеющий кинематически св занный с его приводами блок формировани  управл ющих сигналов и датчики положени , и приводы гелиоустановок, подключенные электрической цепью к преобразователю, св занному с датчиками положени  1. В этом гелиокомплексе блок формировани  управл ющих сигналов и датчики положени  светочувствительного датчика выполнены в виде электромащинных генераторов , обладающих нелинейностью рабочей характеристики при эксплуатации в результате воздействи  электромагнитных и температурных полей. В качестве приводов гелиоустановок использованы щаговые электродвигатели, в св зи с чем преобразователь выполнен в виде модул тора и демодул тора, электрически св занных между собой, что вносит дополнительные погрешности в управл ющие приводами гелиоустановок сигналы. Цель изобретени  - повышение точности слежени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что гелиокомплекс, содержащий гелиоустановки с по меньшей мере одним приемником излучени , систему слежени , имеющую автоматически ориентируемый с помощью приводов на Солнце светочувствительный датчик с оптической осью, имеющий кинематически св занный с его приводами блок формировани  управл ющих сигналов и датчики положени , и приводы гелиоустановок, подключенные электрической цепью к преобразователю , св занному с датчиками положени , снабжен датчиками положени  гелиоустановок , закрепленными на каждой из последних входными торцами двум  подвижными световодами, кинематически св занными с соответствующими приводами гелиоустановки , и установленным в светочувствительном датчике теневым экраном с диафрагмами, а блок формировани  управл ющих сигналов выполнен в виде пары объективов с зеркалами, установленных внутри светочувствительного датчика с возможностью перемещени , причем все датчики положени  выполнены в виде пакетов волоконных световодов, входные торцы которых расположены в линию, а выходные введены в кодирующие усройства, элекрически соединенные с преобразователем, и входные торцы световодов датчиков положени  каждой гелиоустановки оптически св заны с соответствующими выходными торцами подвижных световодов, а входные торцы световодов датчиков положени  светочувствительного датчика введены внутрь последнего и оптически св заны с соответствующей диафрагмой с помощью перемещаемых параллельно оптической оси объектива с зеркалом. Кроме того, гелиокомплекс содержит гелиоустановки в виде пол  гелиостатов и установленные на башне центральный приемник излучени  и светочувствительный датчик . На фиг. 1 показана конструктивна  схема гелиокомплекса (условно показана одна гелиоустановка); на фиг. 2 - конструкци  светочувствительного датчика с блоком формировани  управл ющих сигналов и датчиками изложени  (условно показан один канал управлени ); на фиг. 3 - теневой экран с диафрагмами каналов слежени  светочувствительного датчика; на фиг. 4 - гелиокомплекс солнечной энергетической станции башенного типа. Гелиокомплекс содержит гелиоустановки I(фиг. 1) с по меньшей мере одним приемником 2 излучени  (не показан), систему 3 слежени , включающую автоматически ориентируемый с помощью приводов 4 и 5 на Солнце светочувствительный датчик 6 с оптической осью, имеющий кинематически св занный с его приводами 4 и 5 блок 7 формировани  управл ющих сигналов и датчики 8 положени , и приводы 9 и 10 гелиоустановок 1, подключенные электрической цепью I1к преобразователю 12, св занному с датчиками 8 положени . Гелиокомплекс снабжен датчиками 13 положени  гелиоустановок 1, закрепленными на каждой из последних входными торцами 14 двум  подвижными световодами 15, кинематически св занными с соответствующими приводами 9 и 10, гелиоустановки 1, и установленным внутри светочувствительного датчика 6 (фиг. 2) теневым экраном 16 с диафрагмами 17 (фиг. 3), а блок 77 (фиг. 2) формировани  управл ющих сигналов выполнен в виде пары объективов 18 с зеркалами 19, установленных внутри светочувствительного датчика с возможностью перемещени . Причем все датчики 8 и 13 (фиг. 1 и 2) положени  выполнены в виде пакетов 20 волоконных световодов 21, входные торцы 22 и 23 которых соответственно расположены в линию, а выходные торцы 24 и 25 соответственно введены в кодирующие устройства 26 и 27, электрически соединенные с преобразователем 12. Входные торцы 22 (фиг. 1) световодов 21 датчиков 8 положени  каждой гелиоустановки оптически св заны с соответствующими выходными торцами 28 подвижных световодов 15, а входные торцы 23 (фиг. 2) световодов 21 датчиков 13 положени  введены внутрь светочувствительного датчика б и оптически св заны с соответствующей диафрагмой 17 с помощью перемещаемых параллельно оптической оси объектива 18 с зеркалом 19,

Гелиокомплекс содержит гелиоустановки 1 (фиг. 4) в виде пол  гелиостатов и установленные на башне 29 центральный приемник 2 излучени  и светочувствительный датчик 6. Светочувствительный датчик б (фиг. 2) автоматически ориентир1уетс  на Солнце с помощью попарно расположенных на внешней стороне его корпуса 30 световодов 31 и фотоприемников 32, электрически соединенных через блок 33 (фиг. 1) управлени  с приводами 4 и 5 азимутального и зенитального соответственно . Объектив 18 (фиг. 2) и зеркало 19 каждого канала слежени  установлены на планке 34, кинематически св занной редуктором 35 (фиг. 1) и гибким валом 36 с соответствующим приводом 4 или 5. Преобразователь 12 содержит блок логики и программное выислительное устройство (не показаны ) и через усилитель 37 мощности св зан с приводами 9 и 10 гелеоустановок 1.

При расположении светочувствительного датчика б на башне 29 (фиг. 4) его целесообразно располагать центром пересечени  осей вращени  в проектной точке схода отраженных гелиостатами лучей.

Гелиокомплекс работает следующим образом .

Светочувствительный датчик б (фиг. 1 и 2), установленный в двухкоординатной подвеске и содержащий световоды 31, направл ющие солнечные лучи на фотоприемники 32, подающие сигналы рассогласовани  на блок 33, управл ющий приводами 4 и 5, следует за видимым перемещением Солнца. Поворот датчика б передаетс  в каждой из плоскостей слежени  через редуктор 35 и гибкий вал 36 на подвижную планку 34 Совершающую поступательные движени  вдоль оптической оси датчика б. Солнечные лучи фокусируютс  внутри корпуса 30 с помощью диафрагмы 17 объектива 18 и зеркала 19 на входные торцы 23 световодов 21, установленные перпендикул рно отраженным лучам в плоскости перемещени  планки 34.

Положение крайних световодов 21 соответствует зоне перемещени  подвижной планки 34, т. е. интервалу углов поворота датчика б. При перемещении подвижной планки 34 пучок света последовательно направл етс  на световоды 21 волоконнооптического кодирующего усройства 27, преобразовывающего положение светового изображени  Солнца в заданный цифровой код. Вели.чина угла поворота датчика б в каждом канале слежени  поступает, например, в виде

двоичного многоразр дного кода на вход преобразовател  12;

Координаты Солнца относительно приемника 2 (фиг. 4) излучени , вырабатываемые датчиком б, через блок логики вводимые в программное вычислительное устройство , служат опорными дл  всех гелиоустановок 1 солнечной энергетической станции. Действительные координаты положени  отражающей поверхности каждой гелиуостановки также в цифровом коде подают на другой вход преобразовател  12.

Эти координаты вырабатываютс  следующим путем.

Солнечные лучи, отраженные гелиоустановкой 1 (гелиостат), попадают на входные

торцы 14 подвижных световодов 15. Выходные торцы 28 последних перемещаютс  вдоль входных торцов 22 световодов 21 волоконнооптических кодирующих устройств 26 азимутальной и зенитальной плоскостей

соответственно.

Программное вычислительное устройство содержит программу положени  каждой гелиоустановки I в зависимости от опорных координат, т. е. в зависимости от положени  Солнца на небосводе. Блок логики вводит

опорные координаты в программу вычислительного устройства дл  каждой гелиоустановки 1. Вычисленные программным вычислительным устройством текущие координаты гелиоустановки 1 сравниваютс  блоком логики с действительными координатами данной гелиоустановки 1 и, в случае несоответстви  действительных координат вычисленным , блок логики через преобразователь 12 и усилитель 37 подает управл ющий сигнал на приводы 9 и 10 гелиоустановки 1. Гелиоустановка 1 перемещаетс  до тех пор, пока разница между текущими и действительными координатами не станет равной нулю, тогда гелиоустановка 1 сориентирована « пространстве таким образом, что отраженные от нее солнечные лучи попадают на приемник

2 излучени .

Аналогично происходит управление раработой остальных гелиоустановок 1. Количество одновременно управл емых гелиоустановок 1 зависит от оперативности блока логики и емкости пам ти программного вычислительного устройства преобразовател  12. Пространственное оптическое кодирование углов поворота светочувствительного датчика б и гелиоустановок 1 позвол ет снизить погрешности преобразовани  управл ющих

сигналов и тем самым повысить точность слежени .

Размещение светочувствительного датчика б на башне 29 с приемником 2 излучени  позвол ет управл ть полем гелиостатов энергетической станции с учетом ветровых

нагрузок на башне 29, что дополнительно повышает точность слежени , а также КПД гелиокомплекса.

Раг.1

3

.30 7

J/

18.

w.

2121

24 h2ff

20

36

Риг.2

.d

Claims (2)

1. ГЕЛИОКОМПЛЕКС, содержащий гелиоустановки с по меньшей мере одним приемником излучения, систему слежения, имеющую автоматически ориентируемый с помощью приводов на Солнце светочувствительный датчик с оптической осью, имеющий кинематически связанный с его привода ми блок формирования управляющих сигналов и датчики положения, и приводы гелиоустановок, подключенные электрической цепью к преобразователю, связанному с датчиками положения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности слежения, он снабжен датчиками положения гелиоустановок, закрепленными на каждой из последних входными торцами двумя подвижными световодами, кинематически связан- ными с соответствующими приводами гелиоустановки, и установленным в светочувствительном датчике теневым экраном с диафрагмами, а блок формирования управляющих сигналов выполнен в виде пары объективов с зеркалами, установленных внутри светочувствительного датчика с возможностью перемещения, причем все датчики положения выполнены в виде пакетов волоконных световодов, входные торцы которых расположены в линию, а выходные введены в кодирующие устройства, электрически соединенные с преобразователем, и входные торцы световодов датчиков положения каждой гелиоустановки оптически связаны с соответствующими выходными торцами подвижных световодов, а входные торцы световодов датчиков положения светочувстви-> тельного датчика введены внутрь последне- ι го и оптически связаны с соответствующей и диафрагмой с помощью перемещаемых параллельно оптической оси объектива с зеркалом. '

2. Гелиокомплекс по π. 1, отличающийся 2 тем, что он содержит гелиоустановки в виде поля гелиостатов и установленные на башне центральный приемник излучения и светочувствительный датчик.