塔式太阳能定日镜控制系统综述.pdf

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塔式太阳能定日镜控制系统综述1研究背景和发展状况』Q型曼壁垒生Q!型型盟垦垦墨!垡Q!』!盟垒型(墨尘：垒里!!蔓：2SystemHeliostat能、风能等可再生资源是一个有效途径。与风能、生垫!竺竺!星1坐：!!!!王孝红，刘化果ControlofinCenterSolarReceiver当前经济和社会发展同能源短缺之间的矛盾日益突出，人类将面临资源和环境的双重压力，如何实现可持续发展是急需解决的主要矛盾之一。以煤炭为主的能源结构造成环境污染和温室效应，从战略角度出发，调整能源结构、依靠科技进步，利用太阳物能相比，太阳能具有储量无限、存在普遍、利用清洁及开发经济的优势。中科院院士何祚庥在北京科协举行人类发展研讨会上说：“大力开发太阳能资源，是解决人类能源危机的重要举措”，大规模发展太阳能市场可降低发电成本，有利于实现能源与环境的和谐发展¨。o。通过聚光实现太阳能发电，光一热转换率大，可产生足够高工质温度，应用前景十分广阔。目前太阳能聚光类发电中，塔式发电系统理论聚光比达000，熔融盐吸热温度达565℃，更可能取代常规能源、实现大功率发电H‘5J。然而，塔式系统定日镜控制方案不一，探讨一种合理有效的控制思路对塔式太阳能系统的发展很有必要。1．1塔式太阳能塔式太阳能系统原理是利用独立跟踪太阳的定日镜群，将阳光聚集到1个固定在塔顶部的接收器上，用以产生高温，加热工质产生过热蒸汽或高温气体，驱动发电机发电，从而将太阳能转换为电能。塔式太阳能系统分为聚光、集热、蓄热、辅助能源和发电5个子系统，能量传递的过程中存在太阳能一热济南大学学报(自然科学版)文章编号：1671—3559(2010)03—0302—06摘要：概述塔式太阳能发电系统中定日镜硬件设计及控制方式研究现状。通过对镜场控制系统分析，论述定日镜场控制方案优缺点，指出现有定日镜控制中，最大难点在于通过何种方式使定目镜实现对太阳实时、有效跟踪，诸如镜场中定日镜以何种方式排列、不同天气情况下如何控制定日镜等；提出以可编程控制器(ProgrammableCon订oHer，PLC)为主体的定日镜控制整体思路，并对未来塔式太阳能定日镜控制系统研究发展做出展望。关键词：定日镜；塔式发电系统；太阳能热发电中图分类号：TM615文献标志码：Adesign第24卷第3期(济南大学控制科学与工程学院，山东济南250022)WANG(School250022，China)difficultefficientsystem；solar收稿日期：2009—09一ol基金项目：山东省信息产业发展专项基金(2007R00056)作者简介：王孝红(1963一)，男，山东德州人，教授，博士，硕士生导师。200～1V01．24No，31．,ogicXiao-hong，LIUHua·guoandEngineering，UniversityJinan，JinanAbstract：Thispaperissurveyresearchesthehardwareheliostatsolarreceivermodestr01．Itpointedthatmostcontrogingliesbywhichwayrealizerealtimetracksun，includinghowarrangementfield，theworkingmodedifferentweathercondition，andon．Inaddition，somecharacteristicsaboutcontrolstrategiescontrollingraised．Atlastoverallsolutionintroduced．Keywords：heliostat；solarpowerthermalgenerationSciencerecentcenterouttotoweraonCon—SOare
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Two。我国太阳能热发电技术起步较晚，为缓解中国科学技术大学等多家科研机构加强了这方面的集并在集热器上形成聚焦光斑，继而产生热能。塔热弯成型玻璃银镜，结构简单、抗倾覆性好，缺点是带来不便，误差来源有：立柱倾斜、重力变形、定日镜境因素，如大风使定日镜承受过大应力，导致跟踪精镜的运转方式能否与太阳运动同步，决定塔式发电时调整镜面仰角的方式；第二种，自旋一仰角跟踪方制模式，这样由子镜组成光学矩阵镜面的控制可以由能_机械能_+电能的转换。塔式系统具有规模大、热传递路程短、热损耗少、聚光比大等特点，能量集中过程中靠定日镜反射太阳光线一次完成，且受热器散热面积相对较小，光热转换效率较高。综合治理环境污染的代价，与常规化石能源发电相比，太阳能发电前景更加广阔。美国能源部研究表明，在大规模发电方面，塔式太阳能热发电将是所有太阳能发电技术中成本最低的