[实用新型]一种用于碟式斯特林发电系统的太阳直接辐射检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种安装在太阳能聚光器上的辐射检测装置。

背景技术

在碟式斯特林发电系统中，系统需要DNI（太阳直接辐射）在一定强度以上才能工作，当系统启动时，需要向发动机内充高压工作介质（氢气），系统才能正常工作；当系统停机时，需将发动机内高压工作介质排出，以保证系统下次顺利启动，而当有云层挡住太阳后，DNI值随之下降，若在一定时间内云层始终挡住阳光，则系统无法持续运行，只有停机并偏离太阳，以保证太阳出来后不至于将设备烧坏。而现在市面上DNI测量仪器价格太高，无法为每一个碟架系统单独安装一个DNI测量仪，单个独立的碟面不知道何时云层已经移出光路，只能是设置一个时间段，每过一段时间，系统试图重启一次，如果云层移出光路，DNI值达到工作最低要求，系统开始工作，如果云层还未移出光路，则再次偏离太阳等待下一次启动时间。而在每次启动时，系统首先要靠电机工作带动系统启动，要消耗一定的电能，其次是要向系统充入高压气体，而系统每次停机时都是放出低压气体，在外部需要一个装置将排出的低压气体增压到高压，并将其储存，这又要消耗一部分能量。因此，系统在不知道当前DNI的情况下，有云层通过后会发生两种情况：一是两次启动时间间隔较短，造成系统频繁启动，要消耗一定的电能用于启动及增压气体；另一种情况是两次启动时间间隔较长，云层离开光路后系统仍处于等待状态，造成有效发电时间减少，浪费了阳光资源，无法最大效率将阳光能量转化为电能。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题：针对上述问题，提供了一种安装在碟架上的简易太阳直接辐射检测装置。

本实用新型技术方案：

一种用于碟式斯特林发电系统的太阳直接辐射检测装置，包括热电偶和单片机，热电偶和单片机连接，安装在挡光筒的底部，热电偶上方连接吸热块 ，挡光筒安装在碟式斯特林发电系统的聚光器前方。

挡光筒的轴线和聚光器的轴线之间有夹角。

本实用新型的有益效果：

本方案是一种简易的测量太阳DNI值的方法，可将测量元件进行简化，用成本极低的测温元件来进行测量，从而实时获得DNI值，当DNI值达到系统启动要求时，系统立刻重新启动开始发电，当DNI值未达到启动要求时，系统继续等待。这样可以最大化的节省系统频繁启动所消耗的电能，同时也能更多利用阳光资源，充分利用光资源发电。

由于该测量仪安装于聚光碟面上，且在碟面系统偏离位置工作，该测量仪安装在与碟面光轴成一定角度的方向，当碟面偏离跟踪太阳时，测量仪正好为正对太阳方案，因此用于碟式斯特林太阳能发电系统的DNI测量仪不需要太阳跟踪机构

附图说明：

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型安装结构示意图。

具体实施方式：

实施例：

如图，挡光筒1的底部安装热电偶3和单片机4，热电偶3上方连接吸热块2。挡光筒1安装在碟式斯特林发电系统的聚光器前方。挡光筒1的轴线和聚光器的轴线之间有一定的夹角。当阳光强度不足时，系统待机，控制碟架偏离阳光直射角度，使挡光筒1正对阳光直射方向。

根据DNI的定义：单位面积上太阳辐射能量的总和，单位为W/m²，本发明的原理是：在单位时间内，阳光照在物体单位面积上的能量转化为热能后，将使物体温度升高，因此可测量单位时间内物体温度的变化情况，根据被照射物质的比热容，可计算出DNI的值。

设当前DNI为n（W/m²），在时间t（s）内，照射在面积s（m²）上的能量为q（J）,被照射物体的质量为m（kg），比热容为C（J/(kg·K)），物体的温升为T（K）,物体吸收光能的效率为η（%）

则在该时间内，阳光照射在物体上的总能量q为

物体的温升计算公式为：

则可通过下式计算出DNI值

由于这种简易的DNI温量仪用于指挥碟式斯特林发电系统工作，因此不用很高精度，用简易的装置就可进行测量，如用一个单片机加一个热电偶即可组成该仪器，可以极大的降低设备成本。

当阳光从上向下照射进入挡光筒后，直射在吸热块上，吸热块2内安装有热电偶3用来检测温度的变化，并把测量信号送入单片机4进行处理，通过前述公式计算出当前太阳辐射的DNI值。由于该测量仪安装于聚光碟面上，且在碟面系统偏离位置工作，该测量仪安装在与碟面光轴成一定角度的方向，当碟面偏离跟踪太阳时，测量仪正好为正对太阳方案，因此用于碟式斯特林太阳能发电系统的DNI测量仪不需要太阳跟踪机构。