专利名称：一种碟式太阳能聚热器的调焦方法
技术领域：
本发明涉及一种调焦方法，尤其是涉及一种碟式太阳能聚热器的调焦方法，主要用于调节碟面面积大，且整个碟面由多块反射面板组成的碟式太阳能聚热器，如碟面面积在几十平方米至数百平方米，且反射碟面采用分瓣化安装的碟式太阳能聚热器，特别适用于对中小规模及测试用的光热发电系统中的碟式太阳能聚热器进行调焦，是一种太阳能聚热器的调试方法，属于太阳能热利用领域。
背景技术：
太阳能热利用技术是当今世界可再生能源研究领域的前沿课题，它利用高精度聚光器将低密度的太阳能汇聚成高密度热能，并通过吸热装置将热能进行转化利用，具有零排放、可持续利用的优点。太阳能热利用主要分为槽式、塔式和碟式三种形式，目前最具发展潜力的是碟式太阳能聚热技术，尤其是近几年碟式斯特林太阳能发电技术因其惊人的发展速度更是令世界瞩目。碟式太阳能聚热器利用旋转抛物面反射镜将太阳光聚焦到位于抛物面焦点的接收器上，接收器内的工质被加热到750°C左右，驱动热机进行发电。它具有光电转换效率高、耗水量低、发电方式灵活及可逐步规模化等优点。
目前，国外碟式太阳能技术已趋于成熟，正处于中试和大规模推广阶段。相比之下，国内相关技术研究虽然取得了一些成绩，但总体来说还未获得实质性的进展，相关研究尚处于初级阶段。多数情况下，碟式太阳能聚热器与斯特林发动机组成一个发电单元，该发电单元的核心部件是斯特林发动机，然而，在整个碟式系统中，还有一项关键技术并未引起广泛关注，或者相关的技术文献和学术论文并不多见，那就是碟式聚热器的调试技术，即将碟面的聚焦光斑调整在吸热器上，因此也可以称之为碟面的调焦技术。
为获得更高的转换效率及更好的经济性，碟式太阳能聚热器的发展趋势无疑是反射面积的不断增大，考虑到制造工艺及安装、运输的局限性，势必将几十平方米至上百平方米的反射碟面采用分瓣化安装的结构，即整个碟面由多块反射面板组成，该类碟式太阳能聚热器在调试阶段，需将每块面板位置重新调整，以获得良好的聚焦效果。
反射面板的聚集效果，在整个碟式系统中至关重要，它将直接影响系统的效率、可靠性及安全性等等。目前，虽然国内已开发出碟式太阳能热电装置，但基本还停留在样机的测试阶段，针对的仅仅是单个系统的调试，一般均在太阳光直射下直接调焦，受气候环境的影响大，此种调焦方式的操作难度大，效率低，准确性不可靠，以及存在严重的安全隐患。此外，随着碟式系统的不断发展，至后期的大规模的商业化运作，对于几十甚至几百套碟式装置构成的光热电站，碟式系统反射面板的调焦技术将举足轻重。
综上所述，目前还没有一种操作简单，调试效率高，调焦的精确度高，调焦过程的安全性能高，没有太阳光仍能继续作业的碟式太阳能聚热器的调焦方法。发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种操作简单，调试效率高，调焦的精确度高，调焦过程的安全性能高，没有太阳光仍能继续作业的碟式太阳能聚热器的调焦方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是该碟式太阳能聚热器的调焦方法的特点在于所述调焦方法包括如下步骤(O在碟式太阳能聚热器的碟面的焦点处安装一个标靶；所述碟式太阳能聚热器的碟面包括数块反射面板；所述标靶为平板状结构，该标靶的形状和大小分别与碟式太阳能聚热器的形状和大小相匹配，所述标靶朝向碟面的一面设置有数个标记，所述标记的数量和分布形式分别与碟式太阳能聚热器中反射面板的数量和分布形式保持一致，使得标记和反射面板—对应；(2)调节碟式太阳能聚热器上的反射面板，使得标靶上的标记在与之相对应的反射面板上成像；通过调节每块反射面板后，最终达到将整个标靶上的标记完全成像于碟面上的目的，从而完成对碟式太阳能聚热器的调焦工作。
作为优选，本发明所述步骤(2)中，在调节碟式太阳能聚热器上的反射面板时，采用摄像机观察并记录标靶中的标记在对应的反射面板上的成像，所述摄像机位于碟式太阳能聚热器的碟面的中心轴上，且摄像机与碟面之间的距离大于等于碟式太阳能聚热器的碟面的四倍焦距。
作为优选，本发明所述标靶上的标记为图案、数字、文字、字母、形状和色彩中的一种或者两种以上。
作为优选，本发明所述步骤(2)中，在调节碟式太阳能聚热器上的反射面板时，标靶中的标记在对应的反射面板上成像，且标靶中的标记的虚像布满整块相对应的反射面板。
作为优选，本发明所述标靶上的标记中，相邻两个标记之间存在区别，使得容易分辨出标靶上标记的整体分布情况，便于标靶上的标记在与之相对应的反射面板上成像。
作为优选，本发明所述步骤(I)中，先将所述碟式太阳能聚热器调整呈水平状结构，然后在碟式太阳能聚热器的碟面的焦点处安装一个标靶。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果1、利用光学成像的原理进行聚焦调试，与常规的在太阳直射光下，且靠人眼观察的调焦方法相比，具有更高的准确性和可靠性。2、调焦成本低，无需任何专业设备和高端技术，所用标靶亦可通过手工制作，调试工作的成本低廉，实施相对容易。3、虽在户外进行，但没有太阳光仍能继续作业，使得碟式热电站的施工安装工期更加可控，施工人员的安全性得到可靠保障。4、操作简单，调焦效率高， 主要用于调节碟面面积大，且整个碟面由多块反射面板组成的碟式太阳能聚热器，有利于促进碟式太阳能聚热器的更好发展。
图I是本发明实施例的碟式太阳能聚热器调焦方法中的碟式太阳能聚热器、标靶和摄像机之间的结构示意图。
图2是本发明实施例中标靶的放大结构示意图。
图3是本发明实施例的碟式太阳能聚热器中的碟面的结构示意图。
图4是通过本发明实施例中的碟式太阳能聚热器的调焦方法的调节后，图2中的标靶上的标记在图3中的碟面上进行成像后的结构示意图。
图5是图I中带有根据光学成像原理的光线走向的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图I至图5，本实施例中的碟式太阳能聚热器I的调焦方法包括如下步骤。
(I)先将碟式太阳能聚热器I调整呈水平状结构，然后在碟式太阳能聚热器I的碟面的焦点处安装一个标靶2，标靶2中的一个面朝向碟面。本实施例中所说的碟式太阳能聚热器I的碟面的焦点处为理论焦点处，该碟面的理论焦点处是可以通过计算得到的，这对于本领域技术人员而言属于公知常识。
本实施例中的碟式太阳能聚热器I的碟面包括数块反射面板4，该反射面板4的数量通常在几十块至数千块之间，位于碟式太阳能聚热器I上的反射面板4的角度是可以进行调节的。
本实施例中的标靶2为平板状结构，标靶2是具有一定强度的，该强度要足以保证标靶2能够保持平板状结构的状态。本实施例中的标靶2的形状和大小分别与碟式太阳能聚热器I的形状和大小相匹配。
本实施例在标靶2朝向碟面的一面设置有数个标记5，标记5的数量和分布形式分别与碟式太阳能聚热器I中反射面板4的数量和分布形式保持一致，使得标记5和反射面板4 一一对应。本实施例中标靶2上的标记5采用的是呈扇形分布且印有单个单个阿拉伯数字的形式，本发明中的标靶2上的标记5可以为图案、数字、文字、字母、形状和色彩中的一种或者两种以上。通常情况下，标靶2上的标记5中，相邻两个标记5之间存在区别，使得容易分辨出标靶2上标记5的整体分布情况，便于标靶2上的标记5在与之相对应的反射面板4上成像6。
本实施例中的标靶2安装在碟式太阳能聚热器I的碟面的焦点处，根据光学成像原理，在碟式太阳能聚热器I的每一块反射面板4上，将得到与之相对应的标记5的虚像。
(2)调节碟式太阳能聚热器I上的反射面板4，采用摄像机3观察并记录标靶2中的标记5在对应的反射面板4上的成像6，摄像机3布置在碟式太阳能聚热器I的正前方， 且摄像机3位于碟式太阳能聚热器I的碟面的中心轴上，该摄像机3与碟面之间的距离大于等于碟式太阳能聚热器I的碟面的四倍焦距。直线y即为碟式太阳能聚热器I的碟面的中心轴。
通过摄像机3能够便于观察并记录标祀2的成像6,从理论上讲,摄像机3应放在碟面正前方无穷远处，这样才能观察到标靶2上的标记5在反射面板4上的清晰的成像6， 但在实际操作过程中，当摄像机3离碟面距离大于四倍焦距时，就基本能够满足调焦要求， 能够实施本发明中的调焦方法。距离d就是摄像机3与碟面之间的距离，距离d的长度大于等于碟式太阳能聚热器I的碟面的四倍焦距。
本实施例中的标靶2上的标记5在与之相对应的反射面板4上成像6，且标靶2中的标记5的虚像布满整块相对应的反射面板4。通过调节每块反射面板4后，最终达到将整个标靶2上的标记5完全成像6于碟面上的目的，从而完成对碟式太阳能聚热器I的调焦工作。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种碟式太阳能聚热器的调焦方法，其特征在于所述调焦方法包括如下步骤 (1)在碟式太阳能聚热器的碟面的焦点处安装一个标靶；所述碟式太阳能聚热器的碟面包括数块反射面板；所述标靶为平板状结构，该标靶的形状和大小分别与碟式太阳能聚热器的形状和大小相匹配，所述标靶朝向碟面的一面设置有数个标记，所述标记的数量和分布形式分别与碟式太阳能聚热器中反射面板的数量和分布形式保持一致，使得标记和反射面板—对应； (2)调节碟式太阳能聚热器上的反射面板，使得标靶上的标记在与之相对应的反射面板上成像；通过调节每块反射面板后，最终达到将整个标靶上的标记完全成像于碟面上的目的，从而完成对碟式太阳能聚热器的调焦工作。
2.根据权利要求I所述的碟式太阳能聚热器的调焦方法，其特征在于所述步骤(2)中，在调节碟式太阳能聚热器上的反射面板时，采用摄像机观察并记录标靶中的标记在对应的反射面板上的成像，所述摄像机位于碟式太阳能聚热器的碟面的中心轴上，且摄像机与碟面之间的距离大于等于碟式太阳能聚热器的碟面的四倍焦距。
3.根据权利要求I或2所述的碟式太阳能聚热器的调焦方法，其特征在于所述标靶上的标记为图案、数字、文字、字母、形状和色彩中的一种或者两种以上。
4.根据权利要求I或2所述的碟式太阳能聚热器的调焦方法，其特征在于所述步骤(2)中，在调节碟式太阳能聚热器上的反射面板时，标靶中的标记在对应的反射面板上成像，且标靶中的标记的虚像布满整块相对应的反射面板。
5.根据权利要求I或2所述的碟式太阳能聚热器的调焦方法，其特征在于所述标靶上的标记中，相邻两个标记之间存在区别，使得容易分辨出标靶上标记的整体分布情况，便于标靶上的标记在与之相对应的反射面板上成像。
6.根据权利要求I或2所述的碟式太阳能聚热器的调焦方法，其特征在于所述步骤(I)中，先将所述碟式太阳能聚热器调整呈水平状结构，然后在碟式太阳能聚热器的碟面的焦点处安装一个标革巴。
全文摘要
本发明涉及一种碟式太阳能聚热器的调焦方法。目前还没有一种操作简单，调试效率高，调焦的精确度高的碟式太阳能聚热器的调焦方法。本发明包括如下步骤在碟式太阳能聚热器的碟面的焦点处安装一个标靶；碟式太阳能聚热器的碟面包括数块反射面板；标靶为平板状结构，标靶与碟式太阳能聚热器相匹配，标靶朝向碟面的一面设置有数个标记，标记的数量和分布形式分别与碟式太阳能聚热器中反射面板保持一致；调节碟式太阳能聚热器上的反射面板，使得标靶上的标记在与之相对应的反射面板上成像；调节每块反射面板，达到将整个标靶上的标记完全成像于碟面上的目的，完成对碟式太阳能聚热器的调焦工作。本发明的操作简单，调试效率高，调焦的精确度高。
文档编号G02B7/04GK102981240SQ20121048617
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者钟天宇, 王斌, 兰维, 周宇昊 申请人:华电电力科学研究院