SU868698A1

SU868698A1 - Control system for solar plant

Info

Publication number: SU868698A1
Application number: SU792715465A
Authority: SU
Inventors: Борис Константинович Чемоданов; Леонид Владимирович Соколов; Лев Александрович Сенько; Юрий Иванович Семушкин; Александр Борисович Орлов; Евгений Николаевич Мокейчев; Анатолий Иванович Рачительный; Владимир Архипович Земляков; Анатолий Алексеевич Смирнов
Original assignee: Предприятие П/Я В-8670
Priority date: 1979-01-22
Filing date: 1979-01-22
Publication date: 1981-09-30

Description

(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ УСТАНОВКОЙ(54) SOLAR INSTALLATION MANAGEMENT SYSTEM

Изобретение относитс к автомати ческому управлению и может быть использовано в системах управлени энергетическими,тепловыми солнечным установками, работгиощими с помощью концентрации солнечной энергии. Известны системы управлени солн ной установкой, содержащие приемник солнечной энергии, гелиостат (систе му гелиостатов), двухкоординатный солнечный датчик, приводы гелиостата по углу места и азимуту, входаа которых соединены, соответственно, с первым и вторым выходами двухкоор динатного солнечного датчика, оптически св занного через гелиостат с Солнцем, а гелиостат оптически св з с приемником солнечной энергии 1 и 23. Известна также система регулировани положени луча в оптической системе, содержаща измерители откл нени положени луча, исполнительны приводы, измерители рассогласовани и оптические клинь (Е егулирум1цие органы) 31. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности вл етс система управлени солнечной установкой , содержаща двухкоординатиый солнечный датчик, который оптически через концентратор лучистой энергии св зан с солнечной установкой, а электромеханически через соответствующие приводы - со входами гелиостата , и датчик распределени лучистой энергии, вход которого оптически св зан с выходом солнечной установки, а выход электрически через регулирующие устройства соединен со входом блока исполнительных механизмов 4. Однако известна система отличаетс недостаточно высокой точностью. Цель изобретени - повышение точности системы. Поставленна цель достигаетс тем, что в системе установлены два оптических клина, которые механически св зан / с соответствующими выходами блока исполнительных механизмов, и через которые гелиостат оптически св зан с двухкоо динатным солнечньм датчиком. На чертеже представлена функциональна схема предлагаемой систекы. Система включает солнечную установку 1, концентратор 2 лучистой энергии, гелиостат 3, двухкоойдкнатный солнечный датчик 4, первый и .ВТОРОЙ оптические клинь 5 и 6, блок The invention relates to automatic control and can be used in control systems for energy, thermal solar installations, and work with the help of concentration of solar energy. Solar control systems are known that contain a solar energy receiver, a heliostat (heliostat system), a two-coordinate solar sensor, a heliostat drive in elevation and an azimuth, the inputs of which are connected, respectively, to the first and second outputs of a two-coordinate optical sensor optically connected through the heliostat with the Sun, and the heliostat optically connected to the solar energy receiver 1 and 23. A system for controlling the position of the beam in the optical system is also known, containing actuators, mismatch gauges and optical wedges (E control organs) 31. Closest to the proposed technical essence is a solar installation control system that contains a two-coordinate solar sensor that is optically connected to a solar installation through a radiant energy concentrator through appropriate drives to the inputs of the heliostat, and a sensor for the distribution of radiant energy, the input of which is optically connected to the output of the solar installation, and the output ki through regulating device connected to the input unit 4. However, actuators known system differs insufficiently high accuracy. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the system. This goal is achieved by the fact that there are two optical wedges installed in the system, which are mechanically connected / with the corresponding outputs of the actuator assembly, and through which the heliostat is optically connected with a two-component solar sensor. The drawing shows the functional scheme of the proposed system. The system includes a solar installation 1, a hub 2 of radiant energy, a heliostat 3, a two-step solar sensor 4, the first and. The SECOND optical wedges 5 and 6, block

7исполнительных механизмов, датчик7executive gear sensor

8распределени лучистой энергии, регулирующее устройство 9, приводы 108 distribution of radiant energy, regulating device 9, actuators 10

и 11, гелиостата 3, соответственно, по углу места и азимуту, в предлагаемой системе датчик 8 распределени лучистой энергии оптически св занq солнечной установкой 1, а его выход электрически соединен со входом регулирующего устройства 9, выход которого соединен с входом блока 7 исполнительных механиэмов, соответствующие выходы которого механически св заны с первым 5 и вторым 6 оптическими клинь ми, через последовательное соединение которых двухкоординатный солнечный датчик 4 оптически св зан с гелиостатом 3, а через гелиостат 3-е Солнцем 12. Солнечна установка 1 через корцентрат 2 лучистой энергии оптически св зана с гелиостатом 3, который механически св зан с приводами 10 и 11 гелиостата 3 по углу места и азимуту со входами которых соединены выходы двухкоординатного солнечного датчика 4 .and 11, of the heliostat 3, respectively, in elevation and azimuth, in the proposed system, the sensor 8 for distributing radiant energy is optically coupled to the solar unit 1, and its output is electrically connected to the input of the regulating device 9, the output of which is connected to the input of the unit 7 of the actuating mechanisms, the corresponding outputs of which are mechanically connected with the first 5 and second 6 optical wedges, through the serial connection of which the two-coordinate solar sensor 4 is optically connected with the heliostat 3, and through the heliostat the 3rd Sun 12. The solar installation 1 is optically coupled to the heliostat 3 via a corcentrate 2 of radiant energy, which is mechanically connected to the actuators 10 and 11 of the heliostat 3 by the elevation and the azimuth to the inputs of which the outputs of the two-coordinate solar sensor 4 are connected.

Система управлени солнечной установкой работает следующим образом.The solar control system works as follows.

Датчик 8 распределени лучистой энергии выдает на вход регулирующего устройства 9 информацию о распределении солнечной энергии на солнечной установке 1. В качестве датчика 8 распределени лучистой энергии может использоватьс фотоэлектрический матричный преобразователь лучистой (солнечной ) энергии в электрический сигнал . Таким образом, с выхода датчика 8 распределени солнечной энергии потупают сигналы о величине, солнечной энергии, попадающей на отдельные элементы солнечной установки 1. В регулирующем устройстве 9 производитс , во-первых, интегрирование полученных сигналов с целью получени сигнала, пропорционального текущей величине солнечной энергии, .во-вторых, сравнение заданного и текущего значений солнечной энергии, в-третьих, сравнение текущего распределени солнечной энергии с заданным (равномерным или каким-либо иным) распределением солнечной энергии. Далее, в регулирующем устройстве 9 вырабатываютс электриче .кие сигналы, пропорциональные разности текущих и заданных указанных величин, и в соответствии с полученными сигналами формируютс сигналы управлени поворотом первого и второго оптических клиньев 5 и 6 н-1. заданные углы. Поворот оптических клиньев 5 и 6 осуществл етс при помощи блока 7 исполнительных механизмов . При повороте оптических клиньев 5 и б происходит перемещение изображени Солнца 12 по двум координатам чувствительного элемента двухкоординатного солнечного датчика 4. ПричемThe radiant energy distribution sensor 8 outputs to the regulating device 9 information about the distribution of solar energy in a solar system 1. As the radiant energy distribution sensor 8, a photoelectric matrix converter of radiant (solar) energy into an electrical signal can be used. Thus, signals about the magnitude of solar energy falling on the individual elements of the solar installation 1 are lowered from the output of the solar energy distribution sensor 8. In the regulating device 9, first, the received signals are integrated in order to obtain a signal proportional to the current solar energy value . second, comparing the target and current values of solar energy; third, comparing the current distribution of solar energy with a given (uniform or some other) distribution of solar Noah energy. Further, in the regulating device 9, electrical signals are generated that are proportional to the difference between the current and specified specified values, and in accordance with the received signals, the rotation control signals of the first and second optical wedges 5 and 6 n-1 are generated. given angles. The rotation of the optical wedges 5 and 6 is carried out using the block 7 of the actuators. When the optical wedges 5 and b are rotated, the image of the Sun 12 is moved along the two coordinates of the sensing element of the two-coordinate solar sensor 4. Moreover

величина и направление скорости .перемещени Солнца 12 завис т от величины и соотношени величин скорости поворота оптических клиньев 5 и 6.the magnitude and direction of the velocity of the movement of the Sun 12 depend on the magnitude and ratio of the values of the speed of rotation of the optical wedges 5 and 6.

Перемещение изобргикени Солнца по двум координатам приводит к по влени сигналов на выходе двухкоординатного солнечного датчика 4, в соответствии с которыми производитс поворот гелистата 3 с тюмощью приводов 10 и 11 гелиостата 3 по углу места и азимуту вследствие чего отклон етс солнечный поток, отраженный от гелиостата 3 (причем направление отклонени зависит от заданного распределени энергии) и, следовательно, измен ютс величина солнечной энергии, поступающей на солнечную установку 1, и ее распределение, которое измер етс датчиком 8 распределени лучистой энергии. Так образуетс замкнутый контур автоматического регулировани величины и распределени солнечной энергии.The displacement of the solar iso-radiation in two coordinates leads to the appearance of signals at the output of the two-coordinate solar sensor 4, according to which the gelistat 3 is rotated with the thrusting of the actuators 10 and 11 of the heliostat 3 in the elevation and azimuth resulting in deflection of the solar flux reflected from the heliostat 3 (moreover, the direction of the deviation depends on a given energy distribution) and, therefore, the amount of solar energy supplied to the solar installation 1 and its distribution, which is measured by the sensor, change 8 distribution of radiant energy. In this way, a closed loop is formed to automatically control the amount and distribution of solar energy.

При соответствующем построении регулирующего устройства 9 (т.е. при соответствующем формировании сигнала управлени )регулирование величины солнечной энергии и ее распределение может осуществл тьс с помощью не одного, а нескольких .гелиостатов, оптически св занных через оптические клинь с соответствующими двухкоординатными солнечными датчиками, т.е. работа системы управлени ,солнечной установкой происходит по р ду парешлельных каналов, при этом возрастет возможность более точного поддержани заданного распределени солнечной энергии. Введение первого и второго оптических клиньев эквивалентно увеличению пол зрени двухкоординатного солнечного датчика, что приводит к увеличению диапазона регулировани солнечной энергии.With the appropriate construction of the regulating device 9 (i.e., with the appropriate formation of the control signal), the solar energy can be regulated and distributed using not one, but several heliostats optically connected through optical wedges with the corresponding two-coordinate solar sensors, t . the operation of the control system, by the solar installation, takes place along a series of permissive channels, and the possibility of more accurately maintaining a given distribution of solar energy will increase. The introduction of the first and second optical wedges is equivalent to an increase in the field of view of the two-coordinate solar sensor, which leads to an increase in the range of regulation of solar energy.

Claims

The construction of a solar control system as described above allows one to automate the process of regulating the magnitude and distribution of solar energy, which increases the control accuracy in comparison with the known system by more than 2 times, and it is possible to control the distribution of carriage energy in accordance with the required distribution law. , in particular, uniform, providing higher durability of the sun. Noah installation. When applying the proposed control system in thermal installations, it is possible to provide variable heating of various objects both over time and over the surface of the heated object. In addition, the requirements for the alignment of the optical system of a solar installation, namely: two-coordinate solar sensors relative to heliostats, heliostats relative to a hub, a concentrator relative to a solar installation, are reduced. The introduction of optical wedges with actuators increases the cost of control systems by slightly less than 0.75% of its total cost. The savings due to the reduction of the finishing period are approximately 5-10% of the total cost of the system. Claims An solar control system comprising a two-coordinate solar sensor that is optically connected to a solar installation through a radiant energy concentrator and electrically driven through an appropriate drive to the remains of an ostat gel, and an optical distribution sensor with the output of the solar installation, and the output is electrically through a regulating device connected to the input of the block of actuators, in order to improve the accuracy of the system we, in it, installed two optical wedges, which are mechanically connected to the corresponding outputs of the actuator assembly, and through which the heliostat is optically coupled to the two-coordinate solar sensor. Sources of information taken into account during the examination 1.Avtokra, USSR certificate in application 2650824 / 18-24, cl. G 05 B 15/02, 1978.

2. USSR author's certificate for application No. 2665248 / 18-23, cl. G 05 B 15/02, 1978.

3. Authors certificate of the USSR 575620, cl. G 05 B 11/00, 1975.

4. USSR author's certificate for application No. 2690893 / 18-24, cl. G 05 V 11/01, 1978 (prototype) ..