塔式太阳能电站三轴定日镜装置研究

徐 骥，杜 蕙，周 洪，方彦军

塔式太阳能电站三轴定日镜装置研究

徐 骥，杜 蕙，周 洪，方彦军

（武汉大学电气与自动化学院，湖北 武汉 4 30072）

针对现有塔式太阳能定日镜装置在极端天气下稳定性差的问题，本文提出采用三轴支撑方式的定日镜装置，通过有限元分析方法确定了3个支撑轴最优位置，根据地理位置和时间推算太阳的高度角和方位角，结合反射定律得到控制定日镜平面的最佳空间角度。在优化布置支撑轴的基础上，对支撑轴的高度控制量进行推导计算，并设计了相应的定日镜控制系统。最后，以某塔式太阳能电站实际数据为例进行试验验证，结果表明本文提出的定日镜控制系统正确可行。

塔式太阳能电站；光热发电；定日镜；运动控制；有限元分析；反射定律；太阳相对位置

随着温室气体排放带来的全球气候变化，以及新兴经济体的工业化进程加速发展，全球资源供给和环境承载压力日益突出，在能源需求总量增长的同时，世界能源结构正在发生变化[1]。太阳能因其资源充足、分布广泛、技术可靠等优点，成为一种理想的清洁能源[2]，太阳能有光热转换和光电转换2种利用形式，塔式太阳能发电是较理想的光热发电方式之一[3]。

现有的塔式太阳能发电系统中采用的定日镜多为双轴结构，主要由反射镜、基座、镜架、传动装置和定日镜角度控制系统组成[4]。通过互相正交的2个轴来控制定日镜的角度变化，以此来实现跟踪太阳方位，并将太阳光线投射至吸收塔顶部的目的。……