70kW塔式太阳能热发电系统研究与开发（上）

介绍了南京江宁70kW。塔式太阳能热发电系统的基本原理与总体思路；对比了太阳能级燃气轮机与普通情况下使用的燃气轮机的差别；从定日镜的光学原理、控制原理等方面出发，阐述设计、制造工作中的做法；并对定日镜场的整体布置提出了一些见解和看法。     

太阳能热发电系列文章(2)塔式与槽式太阳能热发电

塔式太阳能热发电塔式太阳能热发电系统也称集中型太阳能热发电系统。塔式太阳能热发电系统的基本形式是利用独立跟踪太阳的定日镜群,将阳光聚集到固定在塔顶部的接收器上,用以产生高温,加热工质产生过热蒸汽或高温气体,驱动汽轮机发电机组或燃气轮机发电机组发电,从而将太阳能转换为电能。     

南京江宁太阳能热发电示范工程

[本刊讯]中材科技南京玻璃纤维研究院春辉公司、河海大学新材料新能源开发研究院与以色列魏兹曼研究院和EDIG公司开展国际合作,以张耀明院士为核心,中国首座70 kW塔式太阳能热发电示范(试验)系统在江宁建成,并于2005年10月底正式发电,该系统由一座高33 m的铁塔和32台定日镜组成,每台定日镜面积20 m2,自动跟踪太阳,将太阳光汇聚到塔顶的接收器中,将空气加热到900℃～1 000℃,驱动燃气轮机发电。该项目在太阳能热发电聚光集热技术、系统集成技术等方面取得了突破性进展,走出了我国太阳能热发电技术研究多年徘徊不前的困局,揭开了我国太阳能…     

太阳能热发电系列文章(18)新型双立柱支撑定日镜的研制

为了减小定日镜传动间隙对聚光效果的影响,同时期望降低定日镜制造成本,通过设计分析的方法进行了新型双立柱定日镜设计方案的探索。分析结果表明,开、闭环结合控制方式的新型双立柱支撑定日镜具有误差小、成本低、聚焦效果好的优点,该型式定日镜可望降低定日镜成本,提高聚光性能。     

太阳能热发电系列文章(5)塔式太阳能热发电的定日镜

定日镜是一种由镜面(反射镜)、镜架(支撑结构)、跟踪传动机构及其控制系统等组成的聚光装置,用于跟踪接收并聚集反射太阳光线进入位于接收塔顶部的集热器内,是塔式太阳能热发电站的主要装置之一,如图1、图2所示。     

塔式太阳能热发电中定日镜的精度检测方法

介绍了塔式太阳能热发电中定日镜精度检测的常用方法,包括对定日镜关键零部件及定日镜整体的精度检测。定日镜关键零部件主要包括减速机、推杆(含电动及液压推杆),其精度检测是采用专用的测试工装进行;定日镜整体精度检测主要包括定日镜跟踪准确度及定日镜面形精度检测,均采用图像处理技术进行。通过这些检测方法可保证工程应用中的定日镜能够达到设计要求,起到良好的聚光作用。     

塔式太阳能热发电中定日镜的设计及性能分析

提出一种基于水平轴和方位轴、具有二维空间转动、实现两轴静平衡的定日镜结构设计方法,实现塔式太阳能热发电中定日镜高精度跟踪系统、低负荷运转及低成本施工和制作.该定日镜水平轴传动采用电动推杆传动,垂直轴传动采用一齿差传动,水平轴和垂直轴转动的轴线均通过重心,从而实现两轴静平衡;设计了两片间隔式反射镜支架结构,使其结构满足太阳能反射镜子支架转动要求以及反射光斑满足校正要求.通过仿真计算,对光斑、输入输出角度关系及成本进行了分析,论证了该定日镜的可行性.     

塔式太阳能热发电系统镜场调度方法的研究

提出一种塔式太阳能热发电系统中定日镜调度的方法。根据太阳、定日镜和接收面的光学成像关系,考虑太阳位置、镜面反射率和能见度等因素给出了镜场光能转换效率的计算方法,同时结合定日镜场状态及热力系统所需光功率建立了镜场调度模型。该文将定日镜的调度转化为一个0-1背包问题,设计了一种混合遗传算法来对其求解。采用该调度方法可得到各时刻转换效率最高时所需调用的定日镜数量及其分布,并可调整定日镜瞄准接收靶上分布的目标点,使吸热器上能流分布均匀,降低峰值能流密度,避免过热故障。仿真算例结果表明了该方法的有效性。     

太阳能热发电定日追踪算法建模仿真与实现

针对塔式太阳能热发电定日镜追日过程进行运动过程分析,建立相应的追日聚光反射模型,推导定日镜方位角高度角计算方法,并模拟镜场中不同位置的定日镜镜面法线姿态。在位于东经121?23′47"/北纬31?00′20"处搭建的面积66 m~2定日镜追日实验装置验证算法,结合定日镜和投影处位置信息,利用安装在镜面的三维磁方向传感器确定定日镜绝对姿态,实验证明该算法的数据准确率可达到99%以上,能推广应用于太阳能热发电定日追踪系统。     

太阳能热发电系列文章(14)CPC在太阳能热利用中的应用

综述了CPC聚光器的光学原理、制作方法、优点和在太阳能领域的应用;分析了CPC由倒V型结构向W型结构发展的原因;阐述并提出了直通式CPC、热管式CPC、自聚光式CPC的结构和优点;设计了多种双层玻璃管式CPC结构。     

太阳能热发电定日镜旋转角度算法研究

通过使用太阳的高度角和方位角两个参数,推导出槽式太阳能热发电技术中聚光镜的旋转公式和塔式太阳能热发电技术中定日镜的旋转公式,为后续针对太阳能热发电技术镜场控制的仿真模拟和控制系统的硬件设计提供了基础。     

塔式太阳能定日镜聚光成像建模及仿真

根据太阳运行规律和定日镜及靶标位置分析不同日期太阳入射角的变化,在此基础上,根据科丁顿方程对球面定日镜的反射太阳影像进行了理论分析。讨论了定日镜反射聚光的特点,利用光线追踪原理建立了定日镜反射太阳光并与指定受光面相交的计算机近似模型,对定日镜反射太阳影像进行了计算机仿真。仿真得到的光斑大小与理论分析基本一致。     

克里米亚塔式太阳能发电系统

莫斯科动力研究所在50年代提出了中央塔式太阳能热发电系统的原理,1985年9月建在乌克兰克里米亚列宁诺附近的中央太阳能热发电系统SES-5投入运行。1986年底,该系统已经运行到满功率。这是世界上最新的试验用塔式太阳能系统,但其性能却并不太高,其原因是:小定日镜由望远镜引导,外接收器损失较大,     

塔式太阳能热发电系统关键设备优化配置研究

通过对国内外已有或拟建的大容量塔式光热发电系统进行分析,结合System Advisor Model(SAM)软件,以太阳直射辐照度为主要外在影响因素,对电站规模及关键设备配置规格进行研究;对3个关键设备提出相应优化配置方案,主要包括定日镜规格、吸热器规格及储能配比,最终得到在一定资源环境下建设大容量塔式光热发电系统各关键设备的最优配置方案。     

太阳能热发电系列文章(15)太阳能热发电中的聚光器

分析了聚光器的设计要求和聚光器种类;介绍了现有聚光器的现状,并进行了分析比较,说明了其发展趋势;阐述了我们在这方面所做的工作。     

塔式太阳能热发电站集热场布置优化研究

针对Planta Solar 20塔式电站采用叶序排列算法对镜场重新布置,根据电站的定日镜数量,以最高效率为原则,得出镜场布置图形和每个定日镜具体坐标,并给出定日镜场的光能利用率,对镜场的余弦效率、大气衰减损失、镜场光能利用率与塔高之间的关系进行研究。     

塔式太阳能定日镜高精度传动系统设计

介绍了一种应用于塔式太阳能热发电的定日镜高精度传动系统,通过该传动系统定日镜可以得到良好的重复定位精度;结合定日镜运动模型的校正算法控制系统,将定日镜转动的定位精度进行测量与补偿,从而得到准确的定位精度与重复定位精度。保证了定日镜跟踪系统追日长久稳定性。该系统对各零部件的精度要求低,具有跟踪精度高、制造成本低等优点。     

我国太阳能热发电技术的一座里程碑

走进南京江宁经济技术开发区,在道路两旁一排排低矮的厂房中赫然矗立着一座高塔,分外引人注目,它就是我国第一座70kW塔式太阳能热发电示范工程中的关键部分之——接收塔；定日镜群把阳光聚焦在塔顶接收器上,接收器仿佛是一颗“人造     

太阳能热发电系列文章(3)碟式太阳能热发电

2005年8月10日,美国SES公司(Stirling Energy Systems)与SCE公司(Southern California Edison)签订了一份为期20年的购买电力合同,由SES公司在美国洛杉矶东北莫哈韦沙漠地区采用碟式斯     

太阳能热发电系列文章(11)槽式太阳能热发电中的真空集热管

分析了真空集热管的结构和性能要求;比较了目前使用的两种真空集热管的结构、性能和应用;介绍了一种新型真空集热管;阐述我国制造真空集热管的困难和存在的问题,并预测了发展方向。