塔式太陽能定日鏡控制系統(tǒng)綜述

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1、第24卷第3期濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)Vo.l24No.32010年7月JOURNALOFUNIVERSITYOFJINAN(Sc.i&Tech1)Ju.l2010文章編號:1671-3559(2010)03-0302-06塔式太陽能定日鏡控制系統(tǒng)綜述王孝紅,劉化果(濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,山東濟(jì)南250022)摘要:概述塔式太陽能發(fā)電系統(tǒng)中定日鏡硬件設(shè)計(jì)及控制方式研究現(xiàn)狀。通過對鏡場控制系統(tǒng)分析,論述定日鏡場控制方案優(yōu)缺點(diǎn),指出現(xiàn)有定日鏡控制中,最大難點(diǎn)在于通過何種方式使定日鏡實(shí)現(xiàn)對太陽實(shí)時(shí)、有效跟蹤,諸如鏡場中定日鏡以何種方式排列、不同天氣情況下如何控制定

2、日鏡等;提出以可編程控制器(ProgrammableLogicController,PLC)為主體的定日鏡控制整體思路,并對未來塔式太陽能定日鏡控制系統(tǒng)研究發(fā)展做出展望。關(guān)鍵詞:定日鏡;塔式發(fā)電系統(tǒng);太陽能熱發(fā)電中圖分類號:TM615文獻(xiàn)標(biāo)志碼:AControlSystemofHeliostatinCenterSolarReceiverWANGXiao2hong,LIUHua2guo(SchoolofControlScienceandEngineering,UniversityofJinan,Jinan250022,China)Abstract:Thispaperi

3、sasurveyofrecentresearchesonthehardwaredesignofheliostatincentersolarreceiverandmodesofcon2tro.lItispointedoutthatthemostdifficultincontrollingheliostatliesinbywhichwaytorealizetherealtimeandefficienttrackofthesun,includinghowtodesignthearrangementofheliostatfield,theworkingmodeindiffe

4、rentweathercondition,andsoon.Inaddition,somecharacteristicsaboutthecontrolstrategiesofcontrollingwayareraised.Atlasttheoverallsolutionisintroduced.Keywords:heliostat;solarpowertowersystem;solarthermalpowergeneration當(dāng)前經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展同能源短缺之間的矛盾日通過聚光實(shí)現(xiàn)太陽能發(fā)電,光-熱轉(zhuǎn)換率大,可益突出,人類將面臨資源和環(huán)境的雙重壓力,如何實(shí)產(chǎn)生足夠高工質(zhì)

5、溫度,應(yīng)用前景十分廣闊。目前太現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是急需解決的主要矛盾之一。以煤炭陽能聚光類發(fā)電中,塔式發(fā)電系統(tǒng)理論聚光比達(dá)為主的能源結(jié)構(gòu)造成環(huán)境污染和溫室效應(yīng),從戰(zhàn)略200~1000,熔融鹽吸熱溫度達(dá)565e,更可能取代[4-5]角度出發(fā),調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、依靠科技進(jìn)步,利用太陽常規(guī)能源、實(shí)現(xiàn)大功率發(fā)電。然而,塔式系統(tǒng)定能、風(fēng)能等可再生資源是一個(gè)有效途徑。與風(fēng)能、生日鏡控制方案不一,探討一種合理有效的控制思路物能相比,太陽能具有儲量無限、存在普遍、利用清對塔式太陽能系統(tǒng)的發(fā)展很有必要。潔及開發(fā)經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢。中科院院士何祚庥在北京科1研究背景和發(fā)展?fàn)顩r協(xié)舉行人類發(fā)展研討會上說:/

6、大力開發(fā)太陽能資源,是解決人類能源危機(jī)的重要舉措0,大規(guī)模發(fā)展1.1塔式太陽能太陽能市場可降低發(fā)電成本,有利于實(shí)現(xiàn)能源與環(huán)塔式太陽能系統(tǒng)原理是利用獨(dú)立跟蹤太陽的定[1-3]境的和諧發(fā)展。日鏡群,將陽光聚集到1個(gè)固定在塔頂部的接收器上,用以產(chǎn)生高溫,加熱工質(zhì)產(chǎn)生過熱蒸汽或高溫氣收稿日期:2009-09-01體,驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電,從而將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。塔基金項(xiàng)目:山東省信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)基金(2007R00056)式太陽能系統(tǒng)分為聚光、集熱、蓄熱、輔助能源和發(fā)作者簡介:王孝紅(1963-),男,山東德州人,教授,博士,碩士生導(dǎo)師。電5個(gè)子系統(tǒng),能量傳遞的過程中存在太陽能y

7、熱第3期王孝紅,等:塔式太陽能定日鏡控制系統(tǒng)綜述303能y機(jī)械能y電能的轉(zhuǎn)換。塔式系統(tǒng)具有規(guī)模大、整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)安全運(yùn)作,選材輕、機(jī)械強(qiáng)度高才能克熱傳遞路程短、熱損耗少、聚光比大等特點(diǎn),能量集服因太陽運(yùn)動而產(chǎn)生的誤差;根據(jù)反射率的要求,鏡中過程中靠定日鏡反射太陽光線一次完成,且受熱面需具有一定弧度,目前有張力金屬膜反射鏡和玻器散熱面積相對較小,光熱轉(zhuǎn)換效率較高。綜合治璃反射鏡兩種鏡面。國外定日鏡反射面多為微弧面理環(huán)境污染的代價(jià),與常規(guī)化石能源發(fā)電相比,太陽熱彎成型玻璃銀鏡,結(jié)構(gòu)簡單、抗傾覆性好,缺點(diǎn)是能發(fā)電前景更加廣闊。美國能源部研究表明,在大單立柱支撐使跟蹤誤差