第 40 卷 第 7 期
2014 年 7 月
北 京 工 业 大 学 学 报
JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
Vol. 40 No. 7
Jul. 2014
塔式太阳能热发电自主式定日镜系统设计
刘摇 琨
1
, 邹琴梅
2
, 胡玉超
1
, 黄文君
2
, 祝雪妹
3
(1. 中控科技集团有限公司, 杭州摇 310053; 2. 浙江大学 智能系统与控制研究所, 杭州摇 310027;
3. 南京师范大学 电气与自动化工程学院, 南京摇 210042)
摘摇 要: 设计了一种应用于塔式太阳能热发电聚光系统的具有自主供电和智能跟踪功能的定日镜. 该定日镜采用
小面积的反射镜面,具有高度角和方位角二维转动功能,并采用低功耗的微控制器实现对太阳实时有效地跟踪,基
于无线技术实现定日镜控制器与中央服务器的无线通讯,采用太阳能光伏组件和可充电电池实现定日镜两轴电机
的功率驱动和持续运转,并进一步优化定日镜的间歇式跟踪,以保证整个系统低功耗运行. 通过设计分析和仿真验
证,该系统能实现最大 3 m
2
镜面的定日镜的自主式供电和智能跟踪.
关键词: 塔式太阳能发电; 定日镜; 自主式供电; 智能跟踪
中图分类号: TK 519 文献标志码: A 文章编号: 0254 - 0037(2014)07 - 1073 - 06
Design of Self鄄powered Heliostat in Concentrating
Solar Tower Power Plant
LIU Kun
1
, ZOU Qin鄄mei
2
, HU Yu鄄chao
1
, HUANG Wen鄄jun
2
, ZHU Xue鄄mei
3
(1. Zhejiang SUPCON Technology Co. , Ltd. , Hangzhou 310053, China;
2. Institute of Cyber鄄Systems and Control, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China;
3. School of Electrical and Automation Engineering,Nanjing Normal University, Nanjing 210042, China)
Abstract: This paper proposed a small size heliostat that was self鄄powered and realized zenith鄄azimuth
sun鄄tracking intelligently. It implemented the real鄄time and efficient track of the sun with the low鄄power
microcontroller, and had wireless communication between the microcontroller and the central server based
on wireless technology. The two鄄axis motors of heliostats achieved power鄄driving and sustainable operation
with PV modules and rechargeable batteries. Moreover, the interval sun鄄tracking of the heliostat was
optimized to guarantee the system operating in the low鄄power state. Through theoretical analysis and
simulation, self鄄powered and intelligent鄄tracking properties of the maximum area heliostat with a mirror of
3 m
2
were validated.
Key words: solar tower power plant; heliostat; self鄄powered; intelligent鄄tracking
收稿日期: 2013鄄04鄄10
基金项目: 国家“863冶计划资助项目(2013AA050201);国家自然科学基金资助项目(61273100)
作者简介: 刘摇 琨(1981—),女,工程师, 主要从事工业控制系统、太阳能热发电技术与产业化方面的研究,E鄄mail:liukun@
supcon. com
通信作者: 黄文君(1972—),男,高级工程师,主要从事自动控制技术、实时分布式控制系统、工业以太网技术方面的研究,E鄄
mail: wjhuang@ iipc. zju. edu. cn
摇 摇 塔式太阳能热发电技术是已开发的太阳能技术
的一种
[1]
,具有发电效率高、高温蓄热等优点
[2]
. 定
日镜是塔式太阳能热发电技术的关键部件之一,其
成本约占发电厂总投资的 50%
[3]
. 以往定日镜设
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