專利名稱：槽式太陽能熱發(fā)電聚光陣列集群管理控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用有線或無線數(shù)據(jù)通信方式對槽式太陽能熱發(fā)電聚光陣列實(shí)施集群管理控制的裝置，該裝置是在跟蹤驅(qū)動裝置將液壓驅(qū)動改為電驅(qū)動后，也即采用電機(jī)驅(qū)動渦輪蝸桿進(jìn)行精確跟蹤的基礎(chǔ)上實(shí)施的集群管理控制技術(shù)和裝置。該技術(shù)屬太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太陽能熱發(fā)電(CSP)相比光伏發(fā)電(PV)具有規(guī)模大、集中度高、效率高等突出特點(diǎn)，但是面臨的共同課題是如何降低制造成本以及如何提高發(fā)電效率進(jìn)而降低發(fā)電成本， 尤其是降低制造成本和提高發(fā)電效率就成為兩種太陽能發(fā)電技術(shù)同傳統(tǒng)化石能源競爭的焦點(diǎn)。槽式太陽能熱發(fā)電雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，但目前的制造和運(yùn)行成本很高，還無法作為基礎(chǔ)能源與化石能源競爭。在槽式太陽能熱發(fā)電裝置中，有可能采用新技術(shù)降低成本的途徑包括工質(zhì)替代、跟蹤控制、儲能、高效補(bǔ)熱發(fā)電等技術(shù)。其中可以影響制造成本的就是聚光陣列的跟蹤驅(qū)動技術(shù)。由于傳統(tǒng)聚光陣列跟蹤驅(qū)動控制一直沿用液壓控制和光電精確跟蹤互補(bǔ)方式，需要建立兩套管線，不僅存在跟蹤時延效應(yīng)，同時由于液壓油、液壓管線等配套零部件需要定期更換，因此很難降低運(yùn)行成本。一個50兆瓦的槽式太陽能熱發(fā)電站至少需要600到1000個聚光陣列，每個陣列長為150米左右，其總長度可達(dá)70至150公里，液壓管線和數(shù)據(jù)傳輸線纜為其配套的長度也要有數(shù)十公里長，其中還包括很多電器開關(guān)和控制閥門，而這些材料的價格都很高，包括施工費(fèi)也是一筆不小的開支，僅此一項(xiàng)的投資成本就占聚光鏡場投資總成本的5-10%左右，因此，降低槽式太陽能熱發(fā)電站制造成本的最有效途徑就是采用新技術(shù)。中國第一個可工程化的槽式太陽能熱發(fā)電試驗(yàn)裝置采用了全新的由電機(jī)驅(qū)動渦輪蝸桿實(shí)施聚光跟蹤的電驅(qū)動聚光陣列，這一新技術(shù)的出現(xiàn)為降低制造成本創(chuàng)造了有利條件。首先，電驅(qū)動聚光陣列省去了液壓裝置以及液壓油、液壓管線的投資，降低了制造成本；其次減少了各種閥門等控制零部件，提高了運(yùn)行可靠性；再次，可以采用無線遠(yuǎn)程控制，降低運(yùn)行管理費(fèi)用。因此采用電驅(qū)動聚光陣列將成為新一代槽式太陽能熱發(fā)電站的主要發(fā)展方向，而跟蹤控制技術(shù)也將隨著電驅(qū)動聚光陣列的產(chǎn)生而改變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為槽式太陽能熱發(fā)電站的聚光陣列跟蹤驅(qū)動裝置由液壓驅(qū)動改為電驅(qū)動后，采用有線或無線數(shù)據(jù)通信方式對聚光陣列進(jìn)行集群管理控制的裝置。本發(fā)明由拋物槽電驅(qū)動聚光陣列、集群管理控制平臺、聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺、傳輸線纜組成，其特征在于每個拋物槽電驅(qū)動聚光陣列中設(shè)置聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺，聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺連接驅(qū)動電機(jī)、電磁制動器、光電跟蹤器、溫度傳感器；每個聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺通過有線或無線連接集群管理控制平臺，提供運(yùn)行數(shù)據(jù)和傳輸控制指令；集群管理控制平臺設(shè)置在槽式太陽能熱發(fā)電站總控制室，負(fù)責(zé)電站鏡場集群管理。所述拋物槽電驅(qū)動聚光陣列由線聚焦集熱管、聚光鏡片、金屬桁架、渦輪蝸桿驅(qū)動、驅(qū)動電機(jī)、電磁制動器、連接軸、金屬支架、光電跟蹤器、溫度傳感器、或光伏電池板、蓄電池組成。所述聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺由機(jī)箱、有線載波或射頻雙工調(diào)制解調(diào)模塊、編譯碼調(diào)制解調(diào)模塊、數(shù)據(jù)存儲處理模塊(CPU)、伺服驅(qū)動模塊、手動控制模塊、電源管理模塊、防雷擊電路模塊、數(shù)據(jù)傳輸接口模塊、傳感器組成；每個聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺均設(shè)有專用地址數(shù)據(jù)碼。所述集群管理控制平臺由有線載波或射頻雙工調(diào)制解調(diào)模塊、衛(wèi)星授時模塊、編譯碼調(diào)制解調(diào)模塊、數(shù)據(jù)存儲處理模塊(CPU)、控制指令模塊、電源管理模塊、防雷擊電路模塊、數(shù)據(jù)傳輸接口模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊組成。所述集群管理控制平臺和聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺在有線或無線連接時采用調(diào)幅或調(diào)頻調(diào)制解調(diào)器。所述集群管理控制平臺和聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺在有線或無線連接時采用碼分多址(CDMA)、或頻分多址(FDMA)、或時分多址(TDMA)編譯碼調(diào)制解調(diào)器。該發(fā)明主要有以下創(chuàng)新點(diǎn)1、采用全新的電驅(qū)動聚光陣列，投資成本可以大幅度降低。2、電驅(qū)動聚光陣列可以自主跟蹤運(yùn)行，并保證跟蹤精確度。如果配之以光伏電池板和蓄電池可以在突發(fā)斷電時自主獨(dú)立運(yùn)行。3、采用現(xiàn)代無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)可以對聚光鏡場實(shí)施遠(yuǎn)程無線集群管理控制，提高槽式太陽能熱發(fā)電站管理效率。


圖1是本發(fā)明拋物槽電驅(qū)動聚光陣列示意2是本發(fā)明聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺示意3是本發(fā)明集群管理控制平臺示意圖其中1、拋物槽電驅(qū)動聚光陣列，1. 1線聚焦集熱管、1. 2聚光鏡片、1. 3金屬桁架、 1. 4渦輪蝸桿驅(qū)動、1. 5電磁制動器、1. 6連接軸、1. 7金屬支架，2、聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺
具體實(shí)施例方式新型拋物槽電驅(qū)動聚光陣列由線聚焦集熱管、聚光鏡片、金屬桁架、渦輪蝸桿驅(qū)動、驅(qū)動電機(jī)、電磁制動器、連接軸、金屬支架、光電跟蹤器、溫度傳感器組成。新型聚光陣列既可以獨(dú)立運(yùn)行，也可以集群管理控制，如果在聚光陣列中增加光伏電池板和蓄電池，則使聚光陣列有了獨(dú)立電源，在突發(fā)無電的情況下可以繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)行。為實(shí)現(xiàn)對新型拋物槽電驅(qū)動聚光陣列的集群管理控制，在每個聚光陣列設(shè)置跟蹤驅(qū)動平臺，該平臺由機(jī)箱、有線載波或射頻雙工模塊、調(diào)制解調(diào)模塊、編譯碼調(diào)制解調(diào)模塊、 數(shù)據(jù)存儲處理模塊(CPU)、伺服驅(qū)動模塊、手動控制模塊、電源管理模塊、防雷擊電路模塊、 數(shù)據(jù)傳輸接口模塊組成；每個聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺均設(shè)有專用地址數(shù)據(jù)碼。聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺連接驅(qū)動電機(jī)、電磁制動器、光電跟蹤器、溫度傳感器。集群管理控制平臺設(shè)置在槽式太陽能熱發(fā)電站總控制室，負(fù)責(zé)電站鏡場集群管理。集群管理控制平臺由有線載波或射頻雙工模塊、衛(wèi)星授時模塊、調(diào)制解調(diào)模塊、編譯碼調(diào)制解調(diào)模塊、數(shù)據(jù)存儲處理模塊(CPU)、控制指令模塊、電源管理模塊、防雷擊電路模塊、 數(shù)據(jù)傳輸接口模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊組成。集群管理控制平臺和聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺在有線載波或無線連接時采用調(diào)幅或調(diào)頻調(diào)制解調(diào)器。其編譯碼方式可選擇成本最低，其可靠性最高的器件和編解碼方式，如采用碼分多址(CDMA)、頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)等其中一種編譯碼調(diào)制解調(diào)。這些技術(shù)非常成熟，完全可以應(yīng)用在槽式太陽能熱發(fā)電站聚光陣列集群管理上。槽式太陽能熱發(fā)電聚光陣列集群管理控制也可以沿用有線控制的方法，只是需要增加電源線纜，而載波傳輸技術(shù)則相對簡單。究竟采用何種技術(shù)需要經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后確定?？傊?，采用新技術(shù)的目的是既要保證控制的可靠性，又要保證跟蹤精確，重要的是要降低投資成本，為替代傳統(tǒng)能源做好技術(shù)鋪墊。
權(quán)利要求
1.槽式太陽能熱發(fā)電聚光陣列集群管理控制裝置由拋物槽電驅(qū)動聚光陣列、集群管理控制平臺、聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺、傳輸線纜組成，其特征在于每個拋物槽電驅(qū)動聚光陣列中設(shè)置聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺，聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺連接驅(qū)動電機(jī)、電磁制動器、光電跟蹤器、溫度傳感器；每個聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺通過有線或無線連接集群管理控制平臺， 提供運(yùn)行數(shù)據(jù)和傳輸控制指令；集群管理控制平臺設(shè)置在槽式太陽能熱發(fā)電站總控制室， 負(fù)責(zé)電站鏡場集群管理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽式太陽能熱發(fā)電聚光陣列集群管理控制裝置，其特征在于所述拋物槽電驅(qū)動聚光陣列由線聚焦集熱管、聚光鏡片、金屬桁架、渦輪蝸桿驅(qū)動、驅(qū)動電機(jī)、電磁制動器、連接軸、金屬支架、光電跟蹤器、溫度傳感器、或光伏電池板、蓄電池組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽式太陽能熱發(fā)電聚光陣列集群管理控制裝置，其特征在于所述聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺由機(jī)箱、有線載波或射頻雙工調(diào)制解調(diào)模塊、編譯碼調(diào)制解調(diào)模塊、數(shù)據(jù)存儲處理模塊(CPU)、伺服驅(qū)動模塊、手動控制模塊、電源管理模塊、防雷擊電路模塊、數(shù)據(jù)傳輸接口模塊組成；每個聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺均設(shè)有專用地址數(shù)據(jù)碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽式太陽能熱發(fā)電聚光陣列集群管理控制裝置，其特征在于所述集群管理控制平臺由有線載波或射頻雙工調(diào)制解調(diào)模塊、衛(wèi)星授時模塊、編譯碼調(diào)制解調(diào)模塊、數(shù)據(jù)存儲處理模塊(CPU)、控制指令模塊、電源管理模塊、防雷擊電路模塊、數(shù)據(jù)傳輸接口模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽式太陽能熱發(fā)電聚光陣列集群管理控制裝置，其特征在于所述集群管理控制平臺和聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺在有線或無線連接時采用調(diào)幅或調(diào)頻調(diào)制解調(diào)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽式太陽能熱發(fā)電聚光陣列集群管理控制裝置，其特征在于所述集群管理控制平臺和聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺在有線或無線連接時采用碼分多址 (CDMA)、或頻分多址(FDMA)、或時分多址(TDMA)編譯碼調(diào)制解調(diào)器。
全文摘要
槽式太陽能熱發(fā)電聚光陣列集群管理控制裝置由拋物槽電驅(qū)動聚光陣列、集群管理控制平臺、聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺、傳輸線纜組成，其特征在于每個拋物槽電驅(qū)動聚光陣列中設(shè)置聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺，聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺連接驅(qū)動電機(jī)、電磁制動器、光電跟蹤器、溫度傳感器；每個聚光陣列跟蹤驅(qū)動平臺通過有線或無線連接集群管理控制平臺，提供運(yùn)行數(shù)據(jù)和傳輸控制指令；集群管理控制平臺設(shè)置在槽式太陽能熱發(fā)電站總控制室，負(fù)責(zé)電站鏡場集群管理。該技術(shù)屬太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域。
文檔編號F24J2/40GK102562501SQ201010576009
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者張建城 申請人:張建城