[发明专利]一种碟式Stirling太阳能碟面立柱几何校准方法

说明书

一种碟式Stirling太阳能碟面立柱几何校准方法，包括以下步骤：1)在设备具备发电条件后，操作人员强制启动设备追日系统与发电系统，采集追日系统中的太阳位置数据与实际中太阳轨迹数据；2)立柱偏差的拟合实质上是指拟追踪系统的坐标系与地面坐标系之间的转化关系，利用步骤1)的数据，结合最小二乘法，拟合出两坐标系间的转化关系，即得到立柱的偏差值；3)将偏差值输入设备控制系统，将立柱偏差值输入到控制系统，即系统得到了追踪系统坐标系与地面坐标系的转化关系，实现高精度的太阳追踪；4)判断太阳追踪系统是否再次出现偏离，在输入拟合出的立柱偏差后再次启动系统，并观察其运行状态。本发明效率较高、精度较高。

技术领域

本发明属于太阳能聚光热发电领域，更具体的为碟式Stirling聚光热发电领域中太阳追踪技术，尤其是一种碟式Stirling太阳能碟面立柱几何校准方法。

背景技术

由于化石能源的不断消耗和环境的污染，太阳能的开发与利用受到越来越多的重视。在目前的太阳能利用技术中，碟式Stirling聚光太阳能具有最高的光电转化效率，它采用双轴追踪器驱动巨型抛物碟面追踪太阳，进而得到推动Stirling发动机与发电机运转辐射源。其中，高精度的太阳追踪是设备稳定地自动运行的关键。此追踪系统采用主动追踪与被动追踪相结合的方式，在系统稳定运行时，以主动追踪为主。但是，在设备安装完成后，因碟面的支撑立柱并不会理想地垂直于地面，所以，追踪系统的坐标与地面坐标间存在一定误差，而这将导致主动追踪过程出现偏离追踪的现象。所以，在系统正式使用前，立柱误差需要校准，称为立柱的几何校准。

立柱的几何校准是一个比较复杂的过程。由于立柱的偏差较小，而设备较大，直接测量的方式已经无法满足精度的要求，所以需要特殊的校准方法。如何利用有限的数据，在短时间内实现高精度的立柱校准是核心问题。

目前，在太阳能领域中用于追日的方法主要可分为两类，一类是主动追踪方法，其根据地面坐标计算太阳位置，然后计算自己位置和太阳位置间的偏差，驱动电机追上太阳位置；另一为为被动追踪方式，其采根据传感器信号来驱动电机追赶太阳。在碟式Stirling太阳能正常工作过程中，以主动追踪为主要的工作方式。但是在设备安装完成，因碟面支撑立柱存在安装误差，追日系统的坐标系与地面坐标系间存在偏差，所以设备无法实现高精度的太阳追踪而出现偏离追踪的现象。

发明内容

为了克服已有碟式Stirling太阳能碟面立柱几何校准方式的效率较低、精度较低的不足，本发明提供了一种效率较高、精度较高的碟式Stirling太阳能碟面立柱几何校准方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种碟式Stirling太阳能碟面立柱几何校准方法，包括以下步骤：

1)采集碟面追踪系统运行数据：在设备具备发电条件后，操作人员强制启动设备追日系统与发电系统，采集追日系统中的太阳位置数据与实际中太阳轨迹数据；

2)立柱偏差拟合：立柱偏差的拟合实质上是指拟追踪系统的坐标系与地面坐标系之间的转化关系，利用步骤1)的数据，结合最小二乘法，拟合出两坐标系间的转化关系，即得到立柱的偏差值；

3)将偏差值输入设备控制系统，将上一步得到的立柱偏差值输入到控制系统，即系统得到了追踪系统坐标系与地面坐标系的转化关系，实现高精度的太阳追踪；

4)判断太阳追踪系统是否再次出现偏离，在输入拟合出的立柱偏差后，再次启动系统，并观察其运行状态。

进一步，所述步骤4)中，如果系统再次出现偏离跟踪的现象，则需要重复步骤1)、2)、3)。