[发明专利]一种抛物槽式太阳能集热器主动散焦调控方法

说明书

本发明公开了一种抛物槽式太阳能集热器主动散焦调控方法，用于调控抛物槽式太阳能集热器的等效聚光比，实现抛物槽式太阳能集热器集热量的稳定输出。对集热器在不同主动偏转角情况下集热管接收到的光通量进行测量，对测量数据进行计算及拟合，得到等效聚光比和主动偏转角关系式；根据实时辐照及用热子系统热需求确定集热器的需求聚光比，通过得到的等效聚光比和主动偏转角关系式确定集热器的需求偏转角；根据所确定的需求偏转角对集热器进行调节，实现集热子系统的集热量和用热子系统热需求的匹配。本方法无需对集热器结构进行大幅改造，仅通过对主动偏转角的调节即实现了对集热子系统热量输出的准确调控。

技术领域

本发明属于太阳能光-热利用技术领域，具体涉及一种抛物槽式太阳能集热器主动散焦调控方法。

背景技术

抛物槽式聚焦太阳能热利用技术是目前国际上发展较为成熟，商业化程度最高的一种太阳能聚焦技术，主要用于获得200～400℃的热量，可直接用于产生蒸汽发电，也可以灵活地与热化学技术、化石能源等形成互补的分布式供能系统，进一步提高能源综合利用率，具有广阔的市场应用潜力。

抛物集热器在实际应用中需要通过高精度跟踪系统保证集热器实时处于聚焦状态以便最大程度接收太阳能。然而，由于受到太阳能辐照瞬时变化特点的制约，若集热器始终处于完全聚焦状态，则集热器输出的热量的功率或温度必然出现大范围波动。虽然在槽式热发电技术中该波动可以通过增加蓄热子系统进行平抑，但在许多以无蓄能子系统为特征的应用场合(如光煤互补技术、热化学技术、直接蒸汽技术等)中，该波动无法被有效平抑，导致下游用热子系统运行工况变化范围大，进而影响整体系统高效稳定运行。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有技术中集热子系统输出的热量的功率或温度出现大范围波动，且波动无法被有效平抑的问题，本发明提供了一种抛物槽式太阳能集热器主动散焦调控方法，以实现抛物槽式太阳能集热系统集热量的稳定输出。

(二)技术方案

为达上述目的，本发明提供一种抛物槽式太阳能集热器主动散焦调控方法，包括：

S1、对集热器在不同主动偏转角情况下集热管接收到的光通量进行测量，对测量数据进行计算及拟合，得到等效聚光比和主动偏转角关系式；

S2、根据实时辐照及用热子系统热需求确定集热器的需求聚光比，通过得到的等效聚光比和主动偏转角关系式确定集热器的需求偏转角；

S3、根据所确定的需求偏转角对集热器进行调节，实现集热子系统的集热量和用热子系统热需求的匹配。

上述方法中，所述步骤S1包括以下步骤：

S101、调节抛物槽式太阳能集热器的聚光镜开口面2与水平面垂直，入射光从聚光镜开口面2法线方向射向聚光镜1，则集热器完全聚焦，记录聚光镜开口面2接收到的光通量I_ap和集热器的本征聚光比C₀；

S102、调节集热器绕跟踪轴4主动偏转，记录主动偏转角β和集热管3接收到的光通量I_tube；

S103、根据步骤S101中聚光镜开口面2接收到的光通量I_ap和步骤S102中集热管3接收到的光通量I_tube数值，计算步骤S102中主动偏转角β对应的等效聚光比C；

S104、重复步骤S102至步骤S103，对一系列主动偏转角β与等效聚光比C进行数据拟合，获得C-β关联式。