HelioControl项目：定日镜瞄准点的测定和控制

2020.09.14 来自：CSPFocus光略咨询

在太阳能光热电站中，就效率和降本而言，太阳能塔式系统被认为具有最大的潜力，尤其是在占总投资30％至40％的定日镜方面。经常校准或控制定日镜瞄准点就是其中一种提高电站效率的方法。在HelioControl项目中，Fraunhofer ISE太阳能系统研究所开发了基于数字图像处理的镜场校准和控制系统。通过这种方法，可以在电站运行期间以及时且经济高效的方式确定许多定日镜的瞄准点。

在太阳能塔式光热电站中，可能有数百个、数万个甚至十万个定日镜，它们将太阳光线聚集到位于中心塔顶的吸热器上。产生的热量被传递到传热介质（例如熔融盐），该传热介质用于产生蒸汽并驱动汽轮机。结合储热设施，存储的热量还可在晚上用于发电。

由于跟踪太阳的定日镜在长达一公里的距离内反射光线，因此，即使瞄准点的角度偏差很小，也会导致电站效率的巨大损失。尽管控制系统使用太阳跟踪算法来设置反射镜位置，但尚不知道目标坐标和实际坐标之间是否存在偏差，或者在操作过程中这些偏差可能有多大。在电站建设期间，定日镜精确对准，并在运行期间定期通过控制参数进行校准和调整。然而，这种措施需要电站运营商花费大量时间和成本。当校准程序可以减少或通过闭环控制执行时，运营商就可以从定日镜支架结构或驱动系统方面进行降本。

基于数字图像处理的控制系统

由德国联邦经济事务部和Energy BMWi公司资助的HelioControl项目的目标是为塔式镜场开发一种基于相机的高效校准和控制系统。

在运行过程中，从总的集中通量密度分布中识别出各个反射镜的瞄准点。用照相机记录被照射的接收器的视频。通过调节反射镜的周期性运动，在接收器的通量密度分布中引入一个信号，该信号可以与单个定日镜及其反射的辐射量相关联。通过使用不同的频率，可以同时确定多个反射镜的瞄准点。“使用数字图像处理，可以确定定日镜的实际瞄准点。如果偏离瞄准点，则将数值传输到定日镜控件中进行校正，” Fraunhofer ISE项目经理Gregor Bern博士解释说。

Fraunhofer ISE项目团队开发了可在电站运行过程中同步测量瞄准点的软件。经过实验室测试后，该系统已部署在法国Themis塔式电站的镜场。结果令人惊讶，从图像确定的瞄准点通常距离实际瞄准点只有几毫米。闭环控制系统也得到了成功的演示。

通过快速精确的校准来节省成本

“理论上，HelioControl系统每秒最多可以同时测量两个定日镜。这意味着像摩洛哥Noor III这种拥有7400个定日镜的电站可以在不到一小时的时间内重新校准，而实际上他们花了几周时间来校准。”Gregor Bern说。

通过测量瞄准点并进行相应的调整，降低了对驱动器固有精度和动力传动中齿轮间隙的要求。瞄准点的精确且均匀的对准还避免了所谓的“热斑”，即温度过高的局部区域，热斑会严重损坏吸热器。该方法可以增加吸热器的寿命和热效率，因为它可以让吸热器在接近最高温度的条件下工作。

项目组使用仿真模型计算了定日镜电机的测量速度，潜在的降本空间以及可能增加的运行消耗。在一个参考模型中，研究人员计算出5％的降本空间。考虑到单个电站投资动辄数亿欧元，这是一笔相当大的数目。

由于HelioControl系统使用行业通用接口，因此可以轻松地集成到现有电站中。它也可以用于电站建设期间定日镜的最佳校准。Fraunhofer ISE项目团队目前正在寻找其他合作伙伴，以在大型塔式电站中对该方法进行示范和商业应用。

本文翻译自HelioControl Project Completed:Determination and control of aim points for heliostat fields in operation

编译之处如有不足，敬请指正！

相关线下活动：

第十届光热发电中国聚焦大会2020（时间待定，中国北京）

第五届光热发电中东北非大会2020（时间待定，阿联酋迪拜）

更多光热发电行业资讯欢迎关注微信公众号（cspfocus）：

微信公众号-光略.jpg

<返回

提交评论

报告（会员专享）

查看更多+

玉门鑫能 50MW二次反射熔盐塔式光热发电项目报告（仅限会员）

玉门鑫能50MW熔盐塔式光热发电项目于2016年9月成功入选我国首批光热发电示范项目，项目总投资17.9亿元。该项目是世界上首个采用创新型二次反射熔盐塔式技术的商业化电站。
乌拉特中旗100MW导热油槽式光热发电项目（仅限会员）

更新时间：2022年7月报告长度：9页我国首批光热发电示范项目中装机规模最大的槽式光热发电项目。项目总投资约29亿元，共安装375条槽式集热回路，一套满足10小时发电储能装置，项目建成后预计年发电量3.5亿度。1. 项目概述（P2）2. 项目关键数据（P2-3）3. 项目特点（P3）4. 项目重要时间节点（P4-5）5. 项目表现（P5-6）6. 主要参与企业 6.1 开发商--内蒙古中核龙腾新能源（P6） 6.2 投资方/电站EPC--中国船舶重工新能源（P6
中电建青海共和 50MW熔盐塔式光热发电项目（仅限会员）

中电建青海共和50MW熔盐塔式光热发电项目是国家首批光热示范项目之一，配置6小时熔盐储热系统。
鲁能海西格尔木50MW熔盐塔式光热发电项目（仅限会员）

鲁能海西格尔木50MW塔式熔盐光热发电项目是鲁能海西格尔木多能互补示范工程项目的关键项目，该项目占地约6400亩，采用塔式熔盐太阳能热发电技术。

线下活动

查看更多+

第十二届光热发电中国聚焦大会2022

2022年05月26-27日北京
第十一届光热发电中国聚焦大会2021

2021年10月28-29日北京
第十届光热发电中国聚焦大会2020

2020年10月22-23日北京

项目信息

查看更多+

HelioControl项目：定日镜瞄准点的测定和控制

相关阅读

提交评论

报告（会员专享）

玉门鑫能 50MW二次反射熔盐塔式光热发电项目报告（仅限会员）

乌拉特中旗100MW导热油槽式光热发电项目（仅限会员）

中电建青海共和 50MW熔盐塔式光热发电项目（仅限会员）

鲁能海西格尔木50MW熔盐塔式光热发电项目（仅限会员）

线下活动

第十二届光热发电中国聚焦大会2022

第十一届光热发电中国聚焦大会2021

第十届光热发电中国聚焦大会2020

项目信息

玉门鑫能50MW二次反射熔盐塔式光热发电项目

乌拉特中旗100MW槽式光热发电项目

中电建青海共和50MW塔式光热发电项目

鲁能海西格尔木50MW熔盐塔式光热发电项目