塔式太陽能熱發(fā)電的定日鏡跟蹤系統(tǒng)及其硬件設(shè)計(jì)的介紹

　　塔式太陽能熱發(fā)電是利用一組獨(dú)立跟蹤太陽的定日鏡，將陽光反射到固定在塔頂部的接收器上，產(chǎn)生高溫并加熱工質(zhì)產(chǎn)生過熱蒸汽，推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，從而將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。

　　而將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。定日鏡在電站中不僅數(shù)量最多、占地最大，而且投資最大。定El鏡的跟蹤效果嚴(yán)重影響著太陽能的利用效率。研究表明，對El跟蹤與不跟蹤，能量的接收率相 ·差37．7％心］。精確地跟蹤太陽可使接收器的熱效率大大提高，進(jìn)而提高了整個(gè)裝置的太陽能利用率。

　　定日鏡跟蹤系統(tǒng)

　　跟蹤方式

　　傳統(tǒng)跟蹤方式主要是方位角+仰角的跟蹤方式，即為定El鏡運(yùn)行時(shí)通過轉(zhuǎn)動(dòng)基座來調(diào)整定El鏡的方位，同時(shí)調(diào)整鏡面仰角。理論上，此方式可以完全實(shí)現(xiàn)對El跟蹤，但是其存在像差相當(dāng)大、聚光效果欠佳的固有缺陷…。自旋+仰角的跟蹤方式采用鏡面自旋同時(shí)調(diào)整鏡面仰角實(shí)現(xiàn)定El鏡的對El跟蹤。這是由新的聚收稿日期：作者簡介： E—mail：光跟蹤理論推導(dǎo)出的一種跟蹤方法。也被稱為陳氏跟蹤方法。與傳統(tǒng)的跟蹤方式相比，采用自旋+仰角跟蹤方式整個(gè)系統(tǒng)的象差小，從而提高了太陽的聚光效率。

　　控制方式及控制系統(tǒng)

　　定日鏡控制系統(tǒng)控制定日鏡在不同時(shí)刻使太陽光線全部反射到同一個(gè)位置，從而達(dá)到定點(diǎn)投射的目的。目前，定日鏡控制主要采用程序控制或傳感器控制，這 2種控制方式都屬于開環(huán)控制。程序控制方式是通過計(jì)算太陽運(yùn)動(dòng)規(guī)律來控制跟蹤機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，其存在累積誤差的缺陷；傳感器控制方式是由傳感器實(shí)時(shí)測出入射太陽光線的方向，以此控制跟蹤機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，其存在多云條件下難以找到反射鏡面準(zhǔn)確定位方向的缺陷。以程序控制為主，采用傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測作為反饋的控制方式是一種閉環(huán)控制方式，這種控制方式對程序進(jìn)行了累積誤差修正．使之在任何氣候條件下都能夠得到穩(wěn)定而可靠的跟蹤控制，其控制功能為：計(jì)算機(jī)根據(jù)GPS提供的定位和授時(shí)計(jì)算出太陽的準(zhǔn)確方位，并通過網(wǎng)絡(luò)將該計(jì)算結(jié)果輸送給現(xiàn)場的每一個(gè)單片機(jī)，步進(jìn)電機(jī)根據(jù)單片機(jī)的指令進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作；系統(tǒng)運(yùn)行中，測試裝置可能出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致系統(tǒng)的位置反饋量出現(xiàn)累積誤差。當(dāng)傳感器發(fā)現(xiàn)這一誤差時(shí)，將誤差量提供給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)誤差進(jìn)行調(diào)整。定日鏡跟蹤系統(tǒng)如圖l所示。