專利名稱：太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)及校準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及一種太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)及跟
蹤方法。
背景技術(shù)：
中央塔式接收器發(fā)電站中，塔頂?shù)慕邮掌鹘邮軄?lái)自定日鏡組反射的太陽(yáng)光。接收器轉(zhuǎn)換入射輻射能輸出高壓高溫蒸汽，之后可送入渦輪機(jī)進(jìn)行電力發(fā)電。定日鏡一般安裝于塔周圍的地面。各定日鏡具有剛性反射表面，可跟蹤太陽(yáng)，表面白天采用向陽(yáng)方位，保持反射移動(dòng)的太陽(yáng)光至接收器。需要高度準(zhǔn)確地跟蹤太陽(yáng)，減少接收器周圍溢出的反射光。因此提供一種能夠準(zhǔn)確跟蹤太陽(yáng)實(shí)現(xiàn)較小損耗的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)成為本領(lǐng)域人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，現(xiàn)有的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)常用的校準(zhǔn)方法為通過(guò)圖像傳感器檢測(cè)定日鏡反射太陽(yáng)光的光斑空間位置，也就是光斑的中心位置，以及該對(duì)應(yīng)的定日鏡的旋轉(zhuǎn)角度，此處的旋轉(zhuǎn)角度是指定日鏡的俯仰角Φ和平搖角ω，得出該定日鏡所需校準(zhǔn)的誤差值，根據(jù)獲得的誤差值，更新定日鏡在數(shù)據(jù)庫(kù)中的參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)和接收器及太陽(yáng)的位置，計(jì)算出定日鏡將陽(yáng)光反射在接收器上需旋轉(zhuǎn)的角度，開始跟蹤。例如，中國(guó)專利CN101918769A公開了一種中央塔式接收器太陽(yáng)能發(fā)電廠中的定日鏡定標(biāo)和跟蹤控制方法，其包括反射陽(yáng)光至接收器的定日鏡場(chǎng)、指向至少一定日鏡子分組的攝像機(jī)。攝像機(jī)配置為可產(chǎn)生多個(gè)定日鏡反射的陽(yáng)光圖像。該系統(tǒng)就是通過(guò)上述校準(zhǔn)方法進(jìn)行校準(zhǔn)的。在校準(zhǔn)過(guò)程中，確定光斑中心位置的過(guò)程如下首先通過(guò)攝像機(jī)捕捉定日鏡反射的光斑，此時(shí)定日鏡處于起始配置，為了使攝像機(jī)找到定日鏡的反射光斑中心位置， 控制系統(tǒng)控制定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，最終使定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)到攝像機(jī)捕捉到光斑中心位置為止。圖1為使用攝像機(jī)獲得光斑中心樣本時(shí)執(zhí)行的定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的軌線圖，定日鏡的方位以兩個(gè)旋轉(zhuǎn)角控制，平搖角ω和俯仰角φ。平搖角ω沿水平軸表示。俯仰角φ沿垂直軸表示。通過(guò)該軌跡圖可以得出，該系統(tǒng)需要定日鏡多次轉(zhuǎn)動(dòng)才能到達(dá)攝像機(jī)能夠檢測(cè)到光斑中心的位置。其控制方案復(fù)雜，校準(zhǔn)動(dòng)作較慢；同時(shí)定日鏡的多次軌跡轉(zhuǎn)動(dòng)引入了機(jī)械誤差，校準(zhǔn)精度降低。 另外在較大的發(fā)電廠中，數(shù)量龐大的定日鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)消耗控制定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的校準(zhǔn)電機(jī)的電能。又例如，美國(guó)專利US20100139644中，雖然校準(zhǔn)時(shí)，定日鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡較CN101918769A 有所簡(jiǎn)化，但為了獲得定日鏡反射光斑輪廓位置，仍需控制系統(tǒng)控制大量定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)到攝像機(jī)能夠撲捉到的位置；這樣，定日鏡的反射光斑無(wú)法照射在接收器上，影響了發(fā)電效率。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于現(xiàn)有定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)校準(zhǔn)動(dòng)作復(fù)雜，提供一種能夠校準(zhǔn)精度高，校準(zhǔn)速度快同時(shí)運(yùn)行成本低的太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種一種太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其包括接收器，所述接收器用于接收定日鏡反射的太陽(yáng)光；至少一個(gè)定日鏡組成的定日鏡場(chǎng)其安裝于所述接收器的周圍；至少一個(gè)圖像傳感器組成的圖像傳感器組用于采集定日鏡的校準(zhǔn)光源反射圖像；以及控制單元用于處理圖像傳感器組獲得的圖像信息，并校準(zhǔn)跟蹤太陽(yáng)的定日鏡的參數(shù)同時(shí)控制定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)；所述圖像傳感器設(shè)置于定日鏡場(chǎng)上，使反射至所述接收器外的定日鏡的反射圖像落入所述圖像傳感器組的采集范圍。所述圖像傳感器組采集到的定日鏡的校準(zhǔn)光源反射圖像為斑點(diǎn)，用于獲得定日鏡反射光斑的輪廓；在所述控制單元控制所述定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述定日鏡的反射光斑對(duì)準(zhǔn)接收器時(shí)，所述圖像傳感器組采集所述定日鏡反射光斑的圖像，所述控制單元根據(jù)圖像傳感器組采集的圖像信息，確定所述定日鏡反射的光斑中心位置，并對(duì)所述定日鏡進(jìn)行校準(zhǔn)。所述圖像傳感器可移動(dòng)地安裝于位于所述接收器與所述定日鏡場(chǎng)之間的安裝支架上，所述圖像傳感器環(huán)繞所述接收器的周向且所述圖像傳感器采集面面向所述接收器設(shè)置，其沿所述安裝支架上下移動(dòng)。所述圖像傳感器可上下移動(dòng)地安裝于旋轉(zhuǎn)安裝支架上，所述圖像傳感器沿水平方向排列且其采集面面向所述接收器設(shè)置，所述旋轉(zhuǎn)安裝支架可繞所述接收器的支撐塔轉(zhuǎn)動(dòng)。所述圖像傳感器組與所述定日鏡場(chǎng)分別安裝于所述接收器的相對(duì)兩側(cè)，所述圖像傳感器可移動(dòng)地安裝于平面安裝支架上，所述圖像傳感器組沿水平或豎直方向排列，其沿所述平面安裝支架上下或左右移動(dòng)。圖像傳感器組固定安裝于位于所述接收器與所述定日鏡之間的固定安裝支架上， 所述固定安裝支架環(huán)繞所述接收器的接收面設(shè)置。所述圖像傳感器組配置有用于減弱光強(qiáng)的減光裝置，所述減光裝置包括光的反射裝置和/或光的吸收裝置。所述減光裝置為可調(diào)減光強(qiáng)度的減光裝置。所述圖像傳感器組配置有用于遮擋陽(yáng)光的遮光裝置。所述圖像傳感器組配置有用于測(cè)量光強(qiáng)的光強(qiáng)傳感器。所述圖像傳感器組配置有冷卻裝置，所述冷卻裝置為風(fēng)冷或水冷裝置。所述定日鏡配置有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，所述定日鏡繞所述旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)以及平搖轉(zhuǎn)動(dòng)；所述雙旋轉(zhuǎn)軸配有角度傳感器，用于精確測(cè)定兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過(guò)的實(shí)際角度。所述定日鏡配置有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，所述定日鏡分別繞兩所述旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述雙旋轉(zhuǎn)軸配有角度傳感器，用于精確測(cè)定兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過(guò)的實(shí)際角度。所述校準(zhǔn)系統(tǒng)還包括視日跟蹤傳感器，其用于實(shí)時(shí)跟蹤太陽(yáng)位置。所述校準(zhǔn)系統(tǒng)還包括安裝于所述圖像傳感器組移動(dòng)軌道上的位置傳感器，用于確定接收器以及圖像傳感器的位置。所述校準(zhǔn)光源為太陽(yáng)光光源或人工光源。本發(fā)明同時(shí)公開一種應(yīng)用上述太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法，包括以下步驟a.控制單元控制所述定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述定日鏡的反射光斑對(duì)準(zhǔn)接收器；b.圖像傳感器組采集定日鏡的反射圖像，所述控制單元根據(jù)所述圖像傳感器組采集的圖像確定定日鏡反射的光斑中心位置及對(duì)應(yīng)的定日鏡，并通過(guò)所述角度傳感器的測(cè)量值或者控制單元的命令得到所述定日鏡旋轉(zhuǎn)角度；
c.控制單元控制所述定日鏡旋轉(zhuǎn)，使定日鏡的反射光斑到達(dá)所述圖像傳感器能夠檢測(cè)到的位置；d.根據(jù)需要校準(zhǔn)的誤差值個(gè)數(shù)n，重復(fù)步驟b-c至少η/2次；e.根據(jù)獲得的光斑中心位置以及定日鏡的旋轉(zhuǎn)角度信息，計(jì)算所需校準(zhǔn)的誤差值，并將校準(zhǔn)的誤差值存儲(chǔ)至所述控制單元。步驟b所述的圖像傳感器組通過(guò)上下移動(dòng)或左右移動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的方式采集定日鏡的反射圖像，使反射至所述接收器外的定日鏡的反射圖像落入所述圖像傳感器組的采集范圍。步驟b中所述圖像傳感器采集的光斑為部分光斑時(shí)，所述控制單元控制所述定日鏡旋轉(zhuǎn)，使整個(gè)光斑落在可以被圖像傳感器組捕捉到的位置。本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明直接通過(guò)圖像傳感器組來(lái)確定沒(méi)有反射到接收器的定日鏡的反射光斑中心位置，其相比于現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)定日鏡的不斷轉(zhuǎn)動(dòng)使定日鏡中心對(duì)準(zhǔn)圖像傳感器，最終使圖像傳感器捕捉到光斑中心位置的方式，本發(fā)明的校準(zhǔn)動(dòng)作快，機(jī)械誤差小，校準(zhǔn)精度提尚。(2)進(jìn)一步的，本發(fā)明的圖像傳感器可移動(dòng)的設(shè)置在接收器的周圍，在接收器的接收面位置不設(shè)置圖像傳感器，設(shè)備成本降低；圖像傳感器移動(dòng)時(shí)，圖像傳感器只能采集沒(méi)有照射到接收器上的定日鏡，同時(shí)控制單元只對(duì)于沒(méi)有照射到接收器上的定日鏡進(jìn)行校準(zhǔn)。 其余對(duì)準(zhǔn)接收器上的定日鏡可以繼續(xù)正常工作。相比于現(xiàn)有技術(shù)中校準(zhǔn)與發(fā)電完全分開的校準(zhǔn)系統(tǒng)，本發(fā)明的太陽(yáng)能發(fā)電站的效率更高。(3)本發(fā)明的校準(zhǔn)光源可以選用太陽(yáng)光也可以選用人工光源，晴天時(shí)可以通過(guò)太陽(yáng)光進(jìn)行校準(zhǔn)，陰天或者夜晚時(shí)選擇人工光源同樣實(shí)現(xiàn)定日鏡的校準(zhǔn)。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中圖1是現(xiàn)有技術(shù)中使用攝像機(jī)獲得光斑中心樣本時(shí)執(zhí)行的定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的軌線圖；圖2是實(shí)施例1中的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的示意圖；圖3是圖像傳感器移動(dòng)時(shí)獲得的光斑圖；圖4是實(shí)施例1中的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的俯視圖；圖5是具有減光裝置的圖像傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；圖6具有減光裝置和遮光裝置的圖像傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是控制單元的信息流框圖；圖8是實(shí)施例2的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的示意圖；圖9是實(shí)施例3的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的示意圖；圖10是實(shí)施例4的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的示意圖。圖中附圖標(biāo)記表示為1-接收器2-定日鏡3-圖像傳感器4-安裝支架5-減光裝置6_太陽(yáng)光光源7_固定安裝支架8-旋轉(zhuǎn)安裝支架9-支撐塔10-平面安裝支架12-視日跟蹤傳感器13-光強(qiáng)傳感器14，14’ -電機(jī)15-冷卻裝置51-減光圓盤52-遮光裝置
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖，使用以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡述。實(shí)施例1圖2所示為太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其包括一個(gè)安裝于支撐塔9上的接收器1，所述接收器1接收定日鏡2反射的太陽(yáng)光以直接產(chǎn)生蒸汽或電；所述接收器1距地面的高度保證所述定日鏡場(chǎng)中的定日鏡2均能反射到所述接收器1上。還包括安裝于所述接收器的周圍的定日鏡場(chǎng)；所述定日鏡場(chǎng)包括至少一個(gè)定日鏡 2 ；所述定日鏡2配置有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，所述定日鏡2繞所述旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)，平搖轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述雙旋轉(zhuǎn)軸配有角度傳感器，用于精確測(cè)定兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過(guò)的實(shí)際俯仰角度Ψ以及平搖角度ω。所述定日鏡2通過(guò)調(diào)整鏡面方位以跟蹤移動(dòng)的太陽(yáng)，以使得太陽(yáng)光被持續(xù)反射至接收器1上。以及用于捕捉校準(zhǔn)光源照射在定日鏡2上的反射光斑的圖像傳感器組，所述圖像傳感器組包括至少一個(gè)圖像傳感器3。所述圖像傳感器3的圖像采集范圍大于所述定日鏡場(chǎng)的反射范圍。其采集沒(méi)有照射到接收器1上的定日鏡的反射光斑。本實(shí)施例中的校準(zhǔn)光源為太陽(yáng)光光源6。作為另一種實(shí)施方式，該校準(zhǔn)光源還可以為人工光源，所述人工光源可以設(shè)置于所述接收器1或者圖像傳感器3上。所述圖像傳感器3為安裝于位于所述接收器1與所述定日鏡場(chǎng)之間的安裝支架4 上的攝像機(jī)。如圖4所示，所述圖像傳感器組分為a，b，c, d4組，4組圖像傳感器環(huán)繞所述接收器1的周向設(shè)置，且所述圖像傳感器3的采集面面向所述接收器1設(shè)置，4組圖像傳感器分別沿安裝支架4上下移動(dòng)。a，b，c，d四組傳感器分別對(duì)應(yīng)3、4、1、2四個(gè)區(qū)域內(nèi)的定日鏡。通過(guò)4個(gè)圖像傳感器組的分別移動(dòng)對(duì)四個(gè)區(qū)域內(nèi)的定日鏡進(jìn)行校準(zhǔn)。圖像傳感器移動(dòng)時(shí)，通過(guò)所述接收器1上的圖像傳感器由于受到接收器1的遮擋，不能采集到照射到接收器 1上的定日鏡的光斑，圖像傳感器3只能采集到?jīng)]有照射到接收器1上的定日鏡反射光斑。 本實(shí)施例中，所述圖像傳感器組配置有用于減弱光強(qiáng)的減光裝置5 ；該減光裝置5為光的反射裝置和光的吸收裝置的組合，用于保護(hù)圖像傳感器組不受強(qiáng)光影響。本實(shí)施例中的減光裝置5的減光程度可變，如圖5所示，所述減光裝置5包括一個(gè)減光圓盤51，其設(shè)置于所述圖像傳感器3前面，沿圓周方向均分為6塊，每塊的減光率不同，光強(qiáng)傳感器13檢測(cè)到光強(qiáng)較強(qiáng)時(shí)，控制電機(jī)14將該減光裝置5轉(zhuǎn)動(dòng)到減光率高的一塊，光強(qiáng)傳感器13檢測(cè)到光強(qiáng)較弱時(shí)，控制電機(jī)14將該減光裝置5轉(zhuǎn)動(dòng)到減光率低的一塊。更優(yōu)選的，在所述減光圓盤51前還可以設(shè)置一個(gè)與減光圓盤51同軸的遮光裝置 52，如圖6所示。所述遮光裝置52設(shè)置一個(gè)通光孔，允許所有太陽(yáng)光通過(guò)，其他部分遮蔽所有陽(yáng)光。工作時(shí)，通過(guò)電機(jī)14’帶動(dòng)該遮光裝置52連續(xù)旋轉(zhuǎn)，與減光圓盤51異步，當(dāng)通光孔與圖像傳感器對(duì)準(zhǔn)時(shí)，圖像傳感器完成采集。該遮光裝置52可以減小曝光時(shí)間，進(jìn)一步減小強(qiáng)光對(duì)圖像傳感器的影響。所述圖像傳感器組還配置有冷卻裝置15，所述冷卻裝置為風(fēng)冷或水冷裝置，該冷卻裝置用于避免經(jīng)過(guò)接收器處的圖像傳感器受熱輻射而損壞。所述校準(zhǔn)系統(tǒng)還包括視日跟蹤傳感器12，其用于實(shí)時(shí)跟蹤太陽(yáng)位置獲得太陽(yáng)光線向量。所述校準(zhǔn)系統(tǒng)還包括安裝于所述圖像傳感器組移動(dòng)軌道上的位置傳感器，用于確定接收器以及圖像傳感器的位置。該校準(zhǔn)系統(tǒng)還包括控制單元。如圖7所示，所述控制單元接受圖像傳感器組采集的定日鏡圖像信息，位置傳感器采集的圖像傳感器3位置信息，視日跟蹤傳感器12采集到的太陽(yáng)光位置信息，以及角度傳感器采集的定日鏡2旋轉(zhuǎn)角度信息；并控制圖像傳感器3的移動(dòng)以及定日鏡2的轉(zhuǎn)動(dòng)。在所述控制單元控制所述定日鏡2轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述定日鏡的反射光斑對(duì)準(zhǔn)接收器時(shí)，所述圖像傳感器組3采集沒(méi)有照射到接收器1上的定日鏡反射光斑的圖像，所述控制單元根據(jù)圖像傳感器組采集的圖像信息，確定所述定日鏡2反射的光斑中心位置，并對(duì)沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)接收器1的定日鏡2進(jìn)行校準(zhǔn)。所述控制單元通過(guò)圖像傳感器組的連續(xù)移動(dòng)獲得所述定日鏡反射的光斑中心位置。當(dāng)串行圖像傳感器組用時(shí)30t從導(dǎo)軌的一端勻速運(yùn)動(dòng)到另一端后，可以得到圖3所示的二維圖，它反映整個(gè)時(shí)間段內(nèi)能捕捉到反射光斑的圖像傳感器的情況。依據(jù)此圖便可推出反射光斑中心的空間位置，即光斑圖的形心位置。所述校準(zhǔn)系統(tǒng)通過(guò)安裝于定日鏡旋轉(zhuǎn)軸上的角度傳感器獲得定日鏡的旋轉(zhuǎn)角，也就是通過(guò)俯仰角φ，平搖角ω信息，進(jìn)而得出該定日鏡所需校準(zhǔn)的誤差值。其中，定日鏡的俯仰角φ為定日鏡繞與水平面平行的軸的旋轉(zhuǎn)角度，定日鏡的平搖角ω為定日鏡繞與水平面垂直的軸的旋轉(zhuǎn)角度。在定日鏡校準(zhǔn)時(shí)，首先確定需要校準(zhǔn)的誤差，本實(shí)施例中需要校準(zhǔn)的誤差為俯仰角及平搖角(φο,ω。)，兩旋轉(zhuǎn)軸的非垂直度Jlci，定日鏡鏡面中心ο的的空間位置(X，y，ζ)，以及定日鏡自身坐標(biāo)系相對(duì)全局坐標(biāo)系的三個(gè)歐拉轉(zhuǎn)角(Qtl, β 0, Υ(ι)。在其他的實(shí)施例中， 還可以引入更多的誤差參數(shù)，以提高校準(zhǔn)精度。其中，定日鏡的俯仰角φ為定日鏡繞與水平面平行的軸的旋轉(zhuǎn)角度，定日鏡的平搖角ω為定日鏡繞與水平面垂直的軸的旋轉(zhuǎn)角度，定日鏡的中心位置為定日鏡的鏡面中心的位置坐標(biāo)(X，y, Z)，旋轉(zhuǎn)軸非垂直度誤差為兩旋轉(zhuǎn)軸實(shí)際夾角值。歐拉轉(zhuǎn)角(Qci, β0, Y Q)為定日鏡自身坐標(biāo)系相對(duì)于全局坐標(biāo)系的三個(gè)坐標(biāo)軸的偏角。根據(jù)所需校準(zhǔn)的誤差，該定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法包括以下步驟a.控制單元控制所述定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述定日鏡的反射光斑對(duì)準(zhǔn)接收器；b.圖像傳感器組由接收器上部至接收器下部第一次移動(dòng)，所述圖像傳感器組檢測(cè)到定日鏡反射的光斑，控制單元確定未對(duì)準(zhǔn)接收器的定日鏡的光斑中心位置，同時(shí)得到所述定日鏡的俯仰角及平搖角；c.控制單元控制所述定日鏡旋轉(zhuǎn)，使定日鏡的反射光斑到達(dá)所述圖像傳感器能夠檢測(cè)到的位置；d.重復(fù)5次步驟b_c，得到5組光斑中心位置及定日鏡俯仰角及平搖角度數(shù)值；e.根據(jù)上述5組數(shù)據(jù)，通過(guò)誤差校準(zhǔn)公式計(jì)算所需校準(zhǔn)的誤差值俯仰角誤差，平搖角誤差，旋轉(zhuǎn)非垂直度誤差、定日鏡的中心位置誤差以及歐拉轉(zhuǎn)角誤差，并將上述誤差值存儲(chǔ)至所述控制單元。上述誤差校準(zhǔn)公式為
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其包括接收器(1)，所述接收器(1)用于接收定日鏡反射的太陽(yáng)光；至少一個(gè)定日鏡(2)組成的定日鏡場(chǎng)其安裝于所述接收器的周圍；至少一個(gè)圖像傳感器C3)組成的圖像傳感器組用于采集定日鏡的校準(zhǔn)光源反射圖像；以及控制單元用于處理圖像傳感器組獲得的圖像信息，并校準(zhǔn)跟蹤太陽(yáng)的定日鏡的參數(shù)同時(shí)控制定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)；其特征在于所述圖像傳感器設(shè)置于定日鏡場(chǎng)上，使反射至所述接收器(1)外的定日鏡的反射圖像落入所述圖像傳感器組的采集范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述圖像傳感器組采集到的定日鏡的校準(zhǔn)光源反射圖像為斑點(diǎn)，用于獲得定日鏡反射光斑的輪廓；在所述控制單元控制所述定日鏡( 轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述定日鏡的反射光斑對(duì)準(zhǔn)接收器時(shí)， 所述圖像傳感器組C3)采集所述定日鏡反射光斑的圖像，所述控制單元根據(jù)圖像傳感器組采集的圖像信息，確定所述定日鏡(2)反射的光斑中心位置，并對(duì)所述定日鏡(2)進(jìn)行校準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述圖像傳感器(3)可移動(dòng)地安裝于位于所述接收器(1)與所述定日鏡場(chǎng)之間的安裝支架(4)上，所述圖像傳感器C3)環(huán)繞所述接收器(1)的周向且所述圖像傳感器C3)采集面面向所述接收器(1)設(shè)置，其沿所述安裝支架(4)上下移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述圖像傳感器C3)可上下移動(dòng)地安裝于旋轉(zhuǎn)安裝支架(8)上，所述圖像傳感器(3) 沿水平方向排列且其采集面面向所述接收器(1)設(shè)置，所述旋轉(zhuǎn)安裝支架(8)可繞所述接收器的支撐塔(9)轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述圖像傳感器組與所述定日鏡場(chǎng)分別安裝于所述接收器(1)的相對(duì)兩側(cè)，所述圖像傳感器( 可移動(dòng)地安裝于平面安裝支架(10)上，所述圖像傳感器組沿水平或豎直方向排列，其沿所述平面安裝支架(10)上下或左右移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于 圖像傳感器組固定安裝于位于所述接收器(1)與所述定日鏡之間的固定安裝支架(7)上，所述固定安裝支架(7)環(huán)繞所述接收器(1)的接收面設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述圖像傳感器組配置有用于減弱光強(qiáng)的減光裝置(5)，所述減光裝置( 包括光的反射裝置和/或光的吸收裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于 所述減光裝置為可調(diào)減光強(qiáng)度的減光裝置(5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于 所述圖像傳感器組配置有用于遮擋陽(yáng)光的遮光裝置(52)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述圖像傳感器組配置有用于測(cè)量光強(qiáng)的光強(qiáng)傳感器(13)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10任一所述的太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于 所述圖像傳感器組配置有冷卻裝置，所述冷卻裝置為風(fēng)冷或水冷裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11任一所述的太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于 所述定日鏡配置有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，所述定日鏡繞所述旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)以及平搖轉(zhuǎn)動(dòng)；所述雙旋轉(zhuǎn)軸配有角度傳感器，用于精確測(cè)定兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過(guò)的實(shí)際角度。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-11任一所述的太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述定日鏡配置有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，所述定日鏡分別繞兩所述旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)；所述雙旋轉(zhuǎn)軸配有角度傳感器，用于精確測(cè)定兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過(guò)的實(shí)際角度。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13任一所述的太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于 所述校準(zhǔn)系統(tǒng)還包括視日跟蹤傳感器(12)，其用于實(shí)時(shí)跟蹤太陽(yáng)位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14任一所述的太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述校準(zhǔn)系統(tǒng)還包括安裝于所述圖像傳感器組移動(dòng)軌道上的位置傳感器，用于確定接收器以及圖像傳感器的位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15任一所述的太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于 所述校準(zhǔn)光源為太陽(yáng)光光源(6)或人工光源。
17.一種應(yīng)用權(quán)利要求1-16任一所述的太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法， 其特征在于包括以下步驟a.控制單元控制所述定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述定日鏡的反射光斑對(duì)準(zhǔn)接收器；b.圖像傳感器組采集定日鏡的反射圖像，所述控制單元根據(jù)所述圖像傳感器組采集的圖像確定定日鏡反射的光斑中心位置及對(duì)應(yīng)的定日鏡，并通過(guò)所述角度傳感器的測(cè)量值或者控制單元的命令得到所述定日鏡旋轉(zhuǎn)角度；c.控制單元控制所述定日鏡旋轉(zhuǎn)，使定日鏡的反射光斑到達(dá)所述圖像傳感器能夠檢測(cè)到的位置；d.根據(jù)需要校準(zhǔn)的誤差值個(gè)數(shù)n，重復(fù)步驟b-c至少η/2次；e.根據(jù)獲得的光斑中心位置以及定日鏡的旋轉(zhuǎn)角度信息，計(jì)算所需校準(zhǔn)的誤差值，并將校準(zhǔn)的誤差值存儲(chǔ)至所述控制單元。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的塔式接收器太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)方法，其特征在于步驟b所述的圖像傳感器組通過(guò)上下移動(dòng)或左右移動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的方式采集定日鏡的反射圖像，使反射至所述接收器(1)外的定日鏡的反射圖像落入所述圖像傳感器組的采集范圍。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的追蹤方法，其特征在于步驟b中所述圖像傳感器采集的光斑為部分光斑時(shí)，所述控制單元控制所述定日鏡旋轉(zhuǎn)，使整個(gè)光斑落在可以被圖像傳感器組捕捉到的位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽(yáng)能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其包括接收器；安裝于所述接收器的周圍的定日鏡場(chǎng)；用于捕捉校準(zhǔn)光源照射在定日鏡上的反射光斑的圖像傳感器組；以及控制單元，用于處理圖像傳感器組獲得的圖像信息，并校準(zhǔn)跟蹤太陽(yáng)的定日鏡的參數(shù)同時(shí)控制定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)；所述圖像傳感器設(shè)置于定日鏡場(chǎng)上，使反射至所述接收器外的定日鏡的反射圖像落入所述圖像傳感器組的采集范圍。所述控制單元通過(guò)圖像傳感器組的的圖像信息獲得所述定日鏡反射的光斑中心位置，最終得出所述定日鏡所需校準(zhǔn)的誤差值。本發(fā)明通過(guò)圖像傳感器組的移動(dòng)來(lái)確定定日鏡的反射光斑中心位置，其校準(zhǔn)動(dòng)作快，機(jī)械誤差小，校準(zhǔn)精度提高。本發(fā)明同時(shí)公開了這種校準(zhǔn)系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法。
文檔編號(hào)G05D3/12GK102354226SQ20111030311
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者孫海翔, 朱亮, 王威, 竇新國(guó), 許迪, 鐘強(qiáng) 申請(qǐng)人:深圳市聯(lián)訊創(chuàng)新工場(chǎng)科技開發(fā)有限公司