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哈密华章光热建设新疆首个塔式镜场技术研发中心

2018-8-5 12:59| 发布者: admin| 查看: 360| 评论: 0|来自: 华章光热

  塔式光热发电项目由太阳岛、储热岛和常规岛构成,其中投资占比最大的为太阳岛。太阳岛的造价和集热效率直接影响着塔式光热发电项目的投资经济性,因此,如何提高镜场效率、降低投资和运维成本,是创新提升光热发电技术的永恒课题。

  2018年7月,哈密华章光热技术有限公司携手新疆自治区首批百人计划高层次人才(海外)陈宇奇博士,在哈密十三师红星二场建设新疆首个塔式光热镜场技术研发中心,其目标是追求更精准的镜场控制、更高的聚光精度、更低的定日镜造价,为塔式光热发电项目投资商提供高性价比的装备技术。

  该中心研发的塔式光热镜场,创新性地运用了直流弱电驱动的小面积“百叶窗式”定日镜结构,并基于闭环光斑控制原理突破性地实现了智能追踪定日控制。

  该中心研发的“百叶窗式”定日镜,由一个水平轴调整的镜框和多面垂直轴调整的百叶镜组成,每面百叶镜均配备造价低廉的直流弱电驱动装置实现独立调整,具有独立的运行轨迹,汇聚独立的光斑。由于采用了独创的“百叶窗式”结构,每面可调定日镜的面积更加趋于小型化,也意味着每面镜子所需焦比变小,甚至用平面镜即可实现高精度的光斑投射,使得定日镜在制造、安装、维护、土地利用等方面,给塔式光热镜场带来了更好的经济性。

  该中心的定日镜控制技术,通过在数个不同时间点的教学式对焦调试,将定日镜采集到的不同的纵横轴电机运行步数,代入相应的公式,通过解方程的方式精准地获得该台定日镜及吸热器光斑设定位置的三维坐标及初始参数,控制器依据上述位置参数结合实时通讯传递的太阳运行轨迹天文参数,计算并给出动作信号,由各驱动机构执行调整,从而让定日镜智能化地实现了自动锁定吸热器、自动校正反射光斑的功能,其光斑精度可以达到≤0.3毫弧,极大地提升了太阳能量采集的效率。

中试项目光斑测试塔


  高度智能化的控制技术,结合“百叶窗式”的独创定日镜结构,使得该中心的塔式光热镜场具备了如下主要优势:

1、智能化控制系统驱动的定日镜在生产时仅要求0.2毫米的普通机械加工精度,大大降低了定日镜的制造成本。

2、小面积、低精度的定日镜,其现场组装、安装难度极大降低,使得人员和机械投入减小,安装效率提升,安全和质量易于掌控。

3、镜场无需复杂的人工调试,智能化程序让反射光斑可以自动准确的投射到预设定的目标位置,在节省人力物力的同时,缩短建设工期。极高的光斑精度和智能化控制能力,在提升太阳能量采集效率的同时,还能够帮助电站投资者减小集热器面积,降低投资成本。

4、智能化程序控制下的镜场不需要学习期,设备安装调试完成即可实现满负荷出力。

5、定日镜反射光斑的定位精度仅在控制程序上设定,无需依赖于定日镜及驱动机构的机械加工精度和高标准的基础承架设计施工投入。当定日镜的光斑因各种因素产生偏移时,主控机均能及时得到该台定日镜的反馈参数,并计算出修正量加以补偿,实现光斑的实时智能纠偏。

6、智能控制系统具有强大的自诊断及自我校正功能,在调试和运维阶段仅由普通的操作员按主机系统的提示进行既定的操作即可,故障处理只需进行配件更换及设置编码等简易操作,降低了运维人工费用和材料成本。

7、定日镜由小功率的直流弱电驱动装置驱动,使得电站厂用电率极大的下降,直接提升了电站的收益水平。


  目前,该中心已在哈密十三师红星二场光电产业园完成了系统中试项目的建设,基本具备了测试、验证功能,为进一步深度研发奠定了基础。该中心愿意整合国内外的优势资源,共同推进研发成果的产业化运用,为中国光热事业的发展贡献力量。

注:本文由哈密华章光热技术有限公司供稿。

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