本发明属于阳光跟踪技术领域,具体涉及一种点阵式光斑位置反馈装置及方法。
背景技术:
在太阳能光热领域,由于太阳的照射角度是变化的,利用太阳能发电的方法中,为了提高发电效率,在有限的面积内尽可能多的接收阳光,都涉及到阳光跟踪问题,即如何让太阳光入射方向与接收器法向平行。太阳能光热发电系统主要有塔式、槽式和碟式三种太阳能系统。塔式以及槽式光热太阳能系统由于存在太阳光的余弦损失,使得其光热转换效率,以及发电效率的提升受到限制,目前塔式太阳能还处于实验场阶段,槽式是第一种成功商业化的太阳能装备;碟式光热太阳能系统将照射到碟盘中的太阳光聚焦在焦点附近的加热,热载体可以达到600℃或者更高的温度,同时通过碟面的调节可以使碟面始终正对太阳,从而消除余弦损失,提高太阳能的利用率。目前的碟式光热发电装置的阳光跟踪系统存在光斑位置反馈不稳定,不精确的问题。
技术实现要素:
为了解决现有技术中的问题,本发明提出一种点阵式光斑位置反馈装置及方法,利用测温元器件对光斑所携带的热量进行感知,进行反馈给阳光跟踪系统,从而反馈光斑位置偏差,且光斑位置反馈稳定精准。
为了实现以上目的,本发明所采用的技术方案为:
一种点阵式光斑位置反馈装置,包括隔热板,隔热板上开设有光斑孔,所述隔热板上设置有若干个测温元器件,测温元器件均连接至碟式光热发电装置的阳光跟踪系统,碟式光热发电装置的阳光跟踪系统正常追踪阳光时,碟式反光镜反射的光斑全部穿过光斑孔,碟式光热发电装置的阳光跟踪系统追踪阳光出现偏差时,碟式反光镜反射的光斑会有部分或全部照射在隔热板上,隔热板上布置的测温元器件向阳光跟踪系统反馈温度信息。
所述若干个测温元器件在光斑孔周边的隔热板上呈点阵排布。
所述相邻测温元器件之间的距离小于碟式反光镜反射的光斑的直径。
所述若干个测温元器件呈6×7的矩阵排布。
所述测温元器件采用热电偶或热敏电阻。
所述光斑孔为圆形孔。
一种点阵式光斑位置反馈方法,首先在隔热板上设若干个测温元器件,并使若干个测温元器件连接至碟式光热发电装置的阳光跟踪系统;然后启动阳光跟踪系统追踪阳光,阳光跟踪系统正常追踪阳光时,碟式反光镜反射的光斑全部穿过隔热板的光斑孔;阳光跟踪系统追踪阳光出现偏差时,碟式反光镜反射的光斑会有部分或全部照射在隔热板上,隔热板上布置的测温元器件向阳光跟踪系统反馈温度信息,阳光跟踪系统得到测温元器件的温度信息,提示追踪阳光出现偏差。
与现有技术相比,本发明的装置在隔热板上开光斑孔,使碟式光热发电装置的阳光跟踪系统正常追踪阳光时,碟式反光镜反射的光斑全部穿过光斑孔,同时在隔热板上设置若干个测温元器件,若干个测温元器件连接至阳光跟踪系统,在阳光跟踪过程中持续向阳光跟踪系统反馈温度信息,在碟式光热发电装置的阳光跟踪系统追踪阳光出现偏差时,光斑位置便会偏离指定位置,会有部分或全部光斑出现在隔热板上,隔热板被光斑照射的位置温度便会升高,而且温度值在隔热板上会以光斑圆心为中心,以对数曲线关系均匀向四周扩散,即会以光斑圆心为圆心,在隔热板上出现一系列的等温环,而光斑圆心处温度最高,在隔热板上布置的测温元器件对隔热板上各点的温度进行测量,通过温度值向阳光跟踪系统反馈光斑的位置,从而对阳光跟踪系统进行位置调整从而正常追踪阳光,保证碟式光热发电装置的稳定性,本发明利用测温元器件对光斑所携带的热量进行感知,对阳光跟踪系统进行光斑位置的反馈,具有响应时间短,反应迅速的优点。
本发明的方法中碟式光热发电装置的阳光跟踪系统正常追踪阳光时,碟式反光镜反射的光斑全部穿过光斑孔,在碟式光热发电装置的阳光跟踪系统追踪阳光出现偏差时,光斑位置便会偏离指定位置,会有部分或全部光斑出现在隔热板上,隔热板被光斑照射的位置温度便会升高,利用设置在隔热板上的若干个测温元器件向阳光跟踪系统反馈温度信息,从而发现追踪出现偏差,从而对阳光跟踪系统进行位置调整从而正常追踪阳光,本发明的方法具有响应时间短,反应精确,稳定可靠的优点,能够及时反馈给阳光跟踪系统追踪出现偏差,以及时对阳光跟踪系统的追踪位置进行调整,使碟式光热发电装置的稳定可靠工作。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图;
其中,1-隔热板、2-光斑孔、3-测温元器件。
具体实施方式
下面结合具体的实施例和说明书附图对本发明作进一步的解释说明。
参见图1,本发明装置包括隔热板1,隔热板1上开设有圆形的光斑孔2,所述隔热板1上设置有若干个测温元器件3,测温元器件3均连接至碟式光热发电装置的阳光跟踪系统,碟式光热发电装置的阳光跟踪系统正常追踪阳光时,碟式反光镜反射的光斑全部穿过光斑孔2,碟式光热发电装置的阳光跟踪系统追踪阳光出现偏差时,碟式反光镜反射的光斑会有部分或全部照射在隔热板1上,隔热板上布置的测温元器件3向阳光跟踪系统反馈温度信息,阳光跟踪系统判断光斑位置异常。
若干个测温元器件3在光斑孔2周边的隔热板1上呈点阵排布,相邻测温元器件3之间的距离小于碟式反光镜反射的光斑的直径。若干个测温元器件3呈6×7的矩阵排布,也可以根据实际需要布置,测温元器件3采用热电偶或热敏电阻。
本发明方法首先在隔热板1上设若干个测温元器件3,并使若干个测温元器件3连接至碟式光热发电装置的阳光跟踪系统;然后启动阳光跟踪系统追踪阳光,阳光跟踪系统正常追踪阳光时,碟式反光镜反射的光斑全部穿过隔热板1的光斑孔2,测温元器件3的测量值仅比环境温度略高,不会比环境温度高100℃;阳光跟踪系统追踪阳光出现偏差时,碟式反光镜反射的光斑照射会有部分或全部照射在隔热板上,测温元器件3测量出来的温度会明显升高,比环境温度至少高出100℃,测温元器件3向阳光跟踪系统反馈温度信息,阳光跟踪系统得到测温元器件3的温度信息,阳光跟踪系统判断光斑位置异常,提示追踪阳光出现偏差。
碟式光热发电装置的阳光跟踪系统实现碟式反光镜对太阳的跟踪并将光斑反射到指定位置,本发明利用测温元器件对光斑所携带的热量进行感知,以此对光斑位置进行反馈。
当阳光跟踪系统工作正常时,碟式反光镜反射的光斑会全部穿过隔热板1的光斑孔2;一旦跟踪发生偏差,光斑位置便会偏离指定位置,会有部分或全部光斑出现在隔热板1上,隔热板1被光斑照射的位置温度便会升高,而且温度值在隔热板1上会以光斑圆心为中心,以对数曲线关系均匀向四周扩散,即会以光斑圆心为圆心,在隔热板1上出现一系列的等温环,而光斑圆心处温度最高。在隔热板1上按点阵式布置上测温元器件3,如热电偶、热敏电阻等,对隔热板上各点的温度进行测量,通过温度值向阳光跟踪系统反馈光斑的位置。