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太阳能光热电站用定日镜控制系统

阅读：510发布：2020-05-11

IPRDB可以提供太阳能光热电站用定日镜控制系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种太阳能光热电站用定日镜控制系统，涉及太阳能发电领域，旨在解决目前定日镜的技术系统复杂，计算量大的问题，其技术方案要点是：定日镜；网络单元；主控计算单元：通过网络单元接收并存储追日单元的实时数据；单片机计算单元：安装于每个定日镜上并存储有该定日镜经纬度以及安装位置的精确数据，并与中控计算单元连接从主控计算单元上获取追日单元的实时数据，根据实时数据计算出该定日镜需要调整的角度；液压控制驱动单元：用于接受单片机计算单元发送的调整数据从而调整定日镜的角度。本发明的太阳能光热电站用定日镜控制系统对于每个定日镜的控制相对独立，并且主机计算量小，精确度高。，下面是太阳能光热电站用定日镜控制系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种太阳能光热电站用定日镜控制系统，其特征在于：包括：

定日镜；

网络单元：用于从网络上获取太阳的实时运动轨迹的数据进行传输；

主控计算单元：通过网络单元接收并存储追日单元的实时数据；

单片机计算单元：安装于每个定日镜上并存储有该定日镜经纬度以及安装位置的精确数据，并与主控计算单元连接从主控计算单元上获取追日单元的实时数据，根据实时数据计算出该定日镜需要调整的角度；

液压控制驱动单元：用于接受单片机计算单元发送的调整数据从而调整定日镜的角度。

2.根据权利要求1所述的太阳能光热电站用定日镜控制系统，其特征在于：所述定日镜上安装有俯仰角和偏转角传感器，所述俯仰角和偏转角传感器将检测数据测量并由单片机计算单元采集并上传至主控计算单元。

3.根据权利要求2所述的太阳能光热电站用定日镜控制系统，其特征在于：所述液压控制驱动单元包括三轴机械臂，所述三轴机械臂通过设置球形连接件与定日镜连接。

4.根据权利要求3所述的太阳能光热电站用定日镜控制系统，其特征在于：所述三轴机械臂与定日镜之间安装有多个液压缸用于调整定日镜的偏转角度。

5.根据权利要求1所述的太阳能光热电站用定日镜控制系统，其特征在于：所述单片机计算单元还设置有存储单元，所述存储单元用于存储近期的定日镜角度变化数据。

6.根据权利要求4所述的太阳能光热电站用定日镜控制系统，其特征在于：所述定日镜上还安装有多个光感器，所述光感器将检测数据传输给单片机计算单元。

7.根据权利要求4所述的太阳能光热电站用定日镜控制系统，其特征在于：还包括清洁单元，所述清洁单元连接于单片机计算单元用于定时清理定日镜表面的杂质。

8.根据权利要求7所述的太阳能光热电站用定日镜控制系统，其特征在于：所述清洁单元包括自动清洗喷头，所述自动清洗喷头安装于地表，所述定日镜由三轴驱动器驱动至正对地表时，自动清洗喷头喷射冲洗。

说明书全文

太阳能光热电站用定日镜控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及太阳能发电领域，更具体地说，它涉及一种太阳能光热电站用定日镜控制系统。

背景技术

[0002] 在塔式太阳能热发电系统中，定日镜的作用是收集太阳辐射能并将其汇聚到集热器处，即通过绕轴转动跟踪太阳并将辐射到其表面的太阳能反射到塔顶集热器，完成聚光的目的。在塔式太阳能热电站建设中的核心技术问题，就是如何控制定日镜精确地自动跟踪太阳转动，使辐射到其表面的太阳能量最大化。通常，塔式太阳能热发电站采用多个定日镜。如某150MW的光热太阳能电站一共有12,800个定日镜。

[0003] 现有的定日镜控制系统大部分采用集中式控制系统，即先根据追日系统得到的太阳信息，然后用主计算机分别计算出每个定日镜的俯仰和偏转角度，再分别将每个定日镜的俯仰和偏转角度信息传输给相应的定日镜控制器，最后控制器根据指令调整定日镜的角度。这种方式控制定日镜的角度的方式对主计算机计算能力和数据传输要求极高，维护也比较麻烦。

[0004] 因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

[0005] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种太阳能光热电站用定日镜控制系统，通过在每个定日镜上设置单片机计算单元来控制每个定日镜的偏转角度，从而更好的保证每个定日镜的角度位置，并且降低主机的技术量，精确程度高，稳定性好。

[0006] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种太阳能光热电站用定日镜控制系统，包括：定日镜；网络单元：用于从网络上获取太阳的实时运动轨迹的数据进行传输；主控计算单元：通过网络单元接收并存储追日单元的实时数据；单片机计算单元：安装于每个定日镜上并存储有该定日镜经纬度以及安装位置的精确数据，并与主控计算单元连接从主控计算单元上获取追日单元的实时数据，根据实时数据计算出该定日镜需要调整的角度；液压控制驱动单元：用于接受单片机计算单元发送的调整数据从而调整定日镜的角度。

[0007] 本发明进一步设置为：所述定日镜上安装有俯仰角和偏转角传感器，所述俯仰角和偏转角传感器将检测数据测量并由单片机计算单元采集并上传至主控计算单元。

[0008] 本发明进一步设置为：所述液压控制驱动单元包括三轴机械臂，所述三轴机械臂通过球形连接件与定日镜连接。

[0009] 本发明进一步设置为：所述三轴机械臂与定日镜之间安装有多个液压缸用于调整定日镜的偏转角度。

[0010] 本发明进一步设置为：所述单片机计算单元还设置有存储单元，所述存储单元用于存储近期的定日镜角度变化数据。

[0011] 本发明进一步设置为：所述定日镜上还安装有多个光感器，所述光感器将检测数据传输给单片机计算单元。

[0012] 本发明进一步设置为：还包括清洁单元，所述清洁单元连接于单片机计算单元用于定时清理定日镜表面的杂质。

[0013] 本发明进一步设置为：所述清洁单元包括自动清洗喷头，所述自动清洗喷头安装于地表，所述定日镜由三轴驱动器驱动至正对地表时，自动清洗喷头喷射冲洗。

[0014] 综上所述，本发明具有以下有益效果：

[0015] 1、每个定日镜的控制系统相对独立，不受其它系统干扰；

[0016] 2、每个定日镜的偏转角度由各自单片机计算，降低了主机的计算量，可以实时计算并调整定日镜，精确度更高，提高了电站的效率；

[0017] 3、液压控制驱动单元连续运行，无需频繁启动，能耗低，投资少；

[0018] 4、整个控制系统硬件统一，设计、安装、维护简单，成本低；

[0019] 5、网络传输量少，系统更可靠；

[0020] 6、当没有阳光时，三轴机械臂能够将定日镜放下，更好的保护定日镜，并且能够进行自动冲洗。

附图说明

[0021] 图1为本发明的逻辑框图。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

[0023] 一种太阳能光热电站用定日镜控制系统，如图1所示，包括：定日镜；网络单元：用于从网络上获取太阳的实时运动轨迹的数据进行传输；主控计算单元：通过网络单元接收并存储追日单元的实时数据；单片机计算单元：安装于每个定日镜上并存储有该定日镜经纬度以及安装位置的精确数据，并与主控计算单元连接从主控计算单元上获取追日单元的实时数据，根据实时数据计算出该定日镜需要调整的角度；液压控制驱动单元：用于接受单片机计算单元发送的调整数据从而调整定日镜的角度；供电单元；其中定日镜上安装有俯仰角和偏转角传感器，俯仰角和偏转角传感器将检测数据测量并由单片机计算单元采集并上传至主控计算单元，并且液压控制驱动单元包括三轴机械臂，三轴机械臂通过球形连接件与定日镜连接，在三轴机械臂与定日镜之间安装有多个液压缸用于调整定日镜的偏转角度。

[0024] 其中单片机计算单元还设置有存储单元，存储单元用于存储近期的定日镜角度变化数据。

[0025] 同时定日镜上还安装有多个光感器，光感器将检测数据传输给单片机计算单元，单片机计算单元根据光感器的数据判断该定日镜是否被阴影遮挡，若发生遮挡则会发生信号给液压控制驱动单元，从而调整定日镜的位置，从而更好的获得光线；

[0026] 还包括清洁单元，清洁单元连接于单片机计算单元用于定时清理定日镜表面的杂质，清洁单元包括自动清洗喷头，自动清洗喷头安装于地表，当单片机计算单元收到没有阳光进行定位跟踪时，则发生信号给液压控制驱动单元，液压控制驱动单元将定日镜转动至朝向地面，背面朝上，这样可以有效保护定日镜，并且当定日镜由三轴驱动器驱动至正对地表时，自动清洗喷头喷射冲洗，可以清洁定日镜表面，从而保证定日镜第二天更好的工作。

[0027] 本发明的定日镜控制系统由专用单片机、控制器、电源组成。其中主控计算单元通过网络获取太阳参数，然后根据单片机内储存的定日镜经纬度及安装位置精确数据计算需要调整定日镜的角度，并将控制指令传输给用于控制定日镜的液压控制驱动单元，调整定日镜的仰俯角和偏转角度。电源用于向单片机供电。

[0028] 单片机在安装前统一输入特定的定日镜计算程序、定日镜的精确位置和发电站相关参数，只需太阳相关参数和每个定日镜的精确位置即可快速计算出定日镜需要调整的角度。计算速度快，可以实时根据太阳的运动轨迹调整定日镜的角度。由于定日镜实时小幅度调整，用于调整定日镜的液压控制驱动单元不间断运行，无需频繁启停，同时可以采用能力更小的液压缸装置，投资小，能耗低。

[0029] 定日镜上安装有俯仰角和偏转角传感器，所测量的数据由单片机采集并上传至主机。在主机上将每个定日镜的数据与设计数据对照，可以及时发现偏差并处理。

[0030] 主控计算单元通过网线连接至互联网，负责实时跟踪太阳的运动轨迹，并将太阳的参数传输给单片机。

[0031] 单片机内可以存储近期的定日镜角度变化数据，如果网络或者追日系统出现短期故障时，定日镜控制系统会安装最近存储的数据自动调整定日镜角度，不会对电站产生较大影响。可靠性高。

[0032] 每个定日镜的运动轨迹分别由各自单片机计算，减少了主机的绝大多数运算量。

[0033] 网络只需要将太阳参数传输给主控计算单元，并收集每个定日镜的角度数据。网络传输量大大减少，降低了网络设备的成本。

[0034] 本发明同时还具有如下特点，其一是网线连接，采用网线是主控计算单元与互联网连接，获取实时太阳位置信息并传输给各个定日镜的单片机计算单元；其二是单片机计算镜片角度，通过采用单片机，内置定日镜位置信息(安装时初始化后的输入)，根据主服务器传输来的太阳信息自动计算定日镜的俯仰和偏转角度，其中单片机包括网络接口、数据处理模块和精确位置信息存储模块；并且还自带独立的精确位置信息储存模块，每个定日镜的控制系统均带有一个独立的位置信息模块，用于储存定日镜的精确位置信息和布置位置，用于精确计算定日镜的俯仰和偏转角度，精确位置信息储存模块安装时首先初始化，将精确的经纬度信息和布置位置信息输入其中并存储。当控制系统启动时，首先读取精确位置信息，然后将精确位置信息作为一个参数计算当前定日镜的俯仰和偏转角度。

[0035] 这样通过互联网获取太阳的实时位置，并及时将该数据传输给单片机从而调整定日镜的偏转角度，每个单片机单独控制对应定日镜，速度快且精准，利用三轴机械臂进行精准定位，稳定性高，同时能够利用光感器避开附近建筑的阴影部分，保证定日镜的追光效率；还能够在定日镜不使用时保护好定日镜且能够进行自动清洗，从而使太阳能光热电站用定日镜控制系统能够具有更好的使用效率，更准的精度，更长的使用寿命。

[0036] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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