[发明专利]一种吸热器能流密度自动调节装置及方法

说明书

本发明公开了一种吸热器能流密度自动调节装置及方法，装置包括：红外图像采集模块、可见光图像采集模块、图像匹配模块、运算模块、镜场控制模块；红外图像采集模块用于采集吸热器红外温度数据，可见光图像采集模块用于采集吸热器高清彩色图像，图像匹配模块用于匹配红外图像和可见光图像，运算模块用于计算待调节区域及其温度差值和亮度差值，且换算待调节镜子数量，求解及更新换算系数，镜场控制模块用于控制镜场中的定日镜，增加或减少追日的镜子数量。本发明具有延长吸热器寿命、热发电效益最大化、吸热器能流密度实时自动调节的技术特点。

技术领域

本发明属于太阳能热发电领域，尤其涉及一种吸热器能流密度自动调节装置及方法。

背景技术

在能源领域，太阳能作为一种清洁的可再生能源得到越来越多的应用，在太阳能发电领域，太阳能发电方式有光伏发电和热发电两种。随着科学技术的发展，特别是计算机控制技术的兴起，太阳能热发电技术是光伏发电技术之后的新兴太阳能利用技术。太阳能热发电是通过大量反射镜以聚焦的方式将太阳直射光的能量聚集起来，加热工质，产生高温高压的蒸汽，以蒸汽驱动汽轮机发电。

塔式太阳能热发电是采用大量的定日镜将太阳光聚集到一个装在塔顶的吸热器上,通过加热里面的流体推动涡轮转动来发电。其中，通过定日镜将太阳光斑聚集到吸热器进而加热里面的流体过程中，会存在聚光不均匀，能流密度不均衡的情况，使得吸热器部分区域温度未能达到理想发电状态的需求值。

发明内容

本发明的技术目的是提供一种吸热器能流密度自动调节装置及方法，具有延长吸热器寿命、热发电效益最大化、吸热器能流密度实时自动调节的技术特点。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种吸热器能流密度自动调节装置，包括：

红外图像采集模块，用于获取所述吸热器的红外图像；

可见光图像采集模块，用于获取所述吸热器的可见光图像；

图像匹配模块，用于将所述红外图像和所述可见光图像进行局部特征图像匹配，以实现所述红外图像中各点和所述可见光图像中各点一一对应；

运算模块，用于根据所述红外图像，计算得到所述吸热器不同区域的实际温度和理论温度的温度差值，并根据所述温度差值，确定所述吸热器能流密度的待调节区域；所述运算模块还用于根据所述可见光图像，计算得到所述待调节区域对应亮度和理论亮度的亮度差值；所述运算模块还用于根据所述亮度差值和所述温度差值，计算得到所述待调节区域对应的定日镜调整数量；

镜场控制模块，用于根据所述定日镜调整数量，控制调整与所述待调节区域对应的所述定日镜的追日数量，以调整所述待调节区域的能流密度。

根据本发明一实施例，所述镜场控制模块还用于设定所述定日镜的旋转调整角度，并根据所述旋转调整角度控制所述定日镜的方向，以实现控制调整与所述待调节区域对应的所述定日镜的追日数量。

一种吸热器能流密度自动调节方法，包括以下步骤：

S1：获取所述吸热器的红外图像和可见光图像；

S2：将所述红外图像和所述可见光图像进行局部特征图像匹配，以实现所述红外图像中各点和所述可见光图像中各点一一对应；

S3：根据所述红外图像，计算得到所述吸热器不同区域的实际温度和理论温度的第一温度差值，并将所述第一温度差值和所述吸热器的阈值比较，确定所述吸热器能流密度的待调节区域；

S4：根据所述可见光图像，计算得到所述待调节区域对应亮度和理论亮度的第一亮度差值，所述理论亮度为所述理论温度对应的所述吸热器亮度；

S5：根据所述第一亮度差值和所述第一温度差值，计算得到所述待调节区域对应的第一定日镜调整数量；