一种定日镜瞄准系统的制作方法

本发明涉及太阳能光热应用，具体涉及一种定日镜瞄准系统。

背景技术：

1、光热发电的基本原理就是通过控制定日镜，将太阳光反射至位于高塔之上的吸热器表面，吸热器吸收太阳光热量后，加热融化吸热器内部的熔盐，熔盐通过高温泵的运送到达位于塔底部的发电站进行高温发电。因此，光热发电的一个关键技术难点就是如何让定日镜反射的光始终保持准确的照射在吸热器表面。一旦光斑中心产生偏移，将导致吸热器内部的熔盐无法吸收热量。

2、对此，现有的技术解决方案是：通过天文算法得到当地任意时刻太阳的位置并通过大地测量的方式得到某个定日镜与吸热器之间的相对位置，根据日光方向矢量、定日镜与吸热器之间的相对位置，计算得到定日镜的方位角与俯仰角，使日光被反射到吸热器表面。但是，现有技术的解决方案存在如下缺陷：对定日镜的角度控制误差、定日镜零位的角度误差、大地测量的角度误差等各类误差的控制都必须精确到角分，这导致了硬件成本的激增；由于定日镜安装位置可能存在地基的移动，以及定日镜长时间承受风吹雨淋所造成的安装角度变化，造成定日镜误差的累计，因此需要周期性对每个定日镜进行重新标定，增加了维护成本。

技术实现思路

1、本发明旨在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提供了一种定日镜瞄准系统，降低了对各个角度误差的精度要求的同时，降低了维护成本。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种定日镜瞄准系统，用于调整定日镜的角度，使定日镜反射的光线照射至吸热器，包括反射装置、成像装置、成像传感器以及调整装置；

4、定日镜反射的光线由所述反射装置反射到所述成像装置，吸热器反射的光线直接传输到所述成像装置或由所述反射装置反射到所述成像装置，所述成像装置将定日镜反射的太阳的像与吸热器的像同时成像于所述成像传感器；

5、所述调整装置根据定日镜反射的太阳的像和吸热器的成像在成像传感器的位置调整定日镜的角度。

6、本发明所提供的技术方案，巧妙的通过定日镜和吸热器的成像位置判断两者之间的相对位置。当定日镜反射出的光线准确投射在吸热器上的时候，定日镜反射光的方向矢量与吸热器和定日镜连线的方向矢量方向相反，呈180度。也就是说，如果定日镜和吸热器的成像重合，说明定日镜反射出的光线准确投射在吸热器上，如果定日镜和吸热器的成像不重合，则说明定日镜反射出的光线未能准确投射在吸热器上，定日镜的角度需要调整。因此，调整装置根据两个不同成像的位置调整定日镜的角度，直至两个成像重合即可。基于此，本发明所提供的技术方案无需测量定日镜的角度、定日镜零位的角度、大地测量的角度，因此避免了对各个角度误差的控制，仅需由调整装置将定日镜成像调整至与吸热器成像重合即可，避免了过高的硬件成本。另外，一旦两个成像出现不重合且其值超过设定阈值，调整装置就会立即启动对定日镜角度的调整。因此，当定日镜的安装位置出现地基的移动，或者定日镜长时间承受风吹雨淋造成安装角度发生变化时，两个不同的成像必然出现位置变化进而导致两个成像不重合。一旦出现位置变化导致的成像不重合，调整装置也会立即启动对定日镜角度的调整，进而降低了后续的维护成本。

7、可选的，所述反射装置为角锥，吸热器反射的光线直接传输到所述成像装置。

8、由于定日镜反射的光线的方向矢量和吸热器反射的光线的方向矢量刚好相反且呈180度，因此使用角锥可以将光线以角秒量级的精度进行180度方向反转，以便于后续将定日镜的成像和吸热器的成像投射在同一平面，便于对成像位置进行识别。

9、可选的，所述定日镜瞄准系统还包括第一单色滤光片，定日镜反射的光线经所述第一单色滤光片后进入所述角锥。

10、通过单色滤光片使定日镜反射的光线以单一波长进入成像装置，以便于成像传感器区分定日镜的成像和吸热器的成像。

11、可选的，所述定日镜瞄准系统还包括第一衰减片，所述第一衰减片位于所述第一单色滤光片和所述角锥之间，或所述第一单色滤光片位于所述第一衰减片和所述角锥之间。

12、衰减片可以用来调整成像传感器的曝光时间，防止过大的日光辐射造成传感器的损坏。

13、可选的，所述定日镜瞄准系统还包括第二单色滤光片，吸热器反射的光线经所述第二单色滤光片后投射到所述成像装置。

14、通过单色滤光片使吸热器反射的光线同样以单一波长进入成像装置，以便于成像传感器进一步区分定日镜的成像和吸热器的成像。

15、可选的，所述瞄准器还包括第二衰减片，所述第二衰减片位于所述第二单色滤光片和所述成像装置之间，或所述第二单色滤光片位于所述第二衰减片和所述成像装置的镜头之间。

16、衰减片可以用来调整成像传感器的曝光时间，以匹配定日镜反射光的曝光时间。

17、可选的，所述反射装置为x棱镜，吸热器反射的光线由所述x棱镜反射到所述成像装置。

18、通过x棱镜，可以直接将定日镜反射的光线和吸热器反射的光线反射进成像装置。同时，借助x棱镜的自身特性，定日镜反射的光线和吸热器反射的光线进入成像装置时均为单一波长，不仅便于两种成像的区分，也省去了滤光片。

19、本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式以及附图中进行详细的揭露。本发明最佳的实施方式或手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本发明技术方案的限制。另外，在每个下文和附图中出现的这些特征、要素和组件是具有多个，并且为了表示方便而标记了不同的符号或数字，但均表示相同或相似构造或功能的部件。

技术特征：

1.一种定日镜瞄准系统，用于调整定日镜的角度，使定日镜反射的光线照射至吸热器，其特征在于，所述定日镜瞄准系统包括反射装置、成像装置、成像传感器以及调整装置；

2.根据权利要求1所述的定日镜瞄准系统，其特征在于，所述反射装置为角锥，吸热器反射的光线直接传输到所述成像装置。

3.根据权利要求2所述的定日镜瞄准系统，其特征在于，所述定日镜瞄准系统还包括第一单色滤光片，定日镜反射的光线经所述第一单色滤光片后进入所述角锥。

4.根据权利要求3所述的定日镜瞄准系统，其特征在于，所述定日镜瞄准系统还包括第一衰减片，所述第一衰减片位于所述第一单色滤光片和所述角锥之间，或所述第一单色滤光片位于所述第一衰减片和所述角锥之间。

5.根据权利要求2所述的定日镜瞄准系统，其特征在于，所述定日镜瞄准系统还包括第二单色滤光片，吸热器反射的光线经所述第二单色滤光片后投射到所述成像装置。

6.根据权利要求5所述的定日镜瞄准系统，其特征在于，所述瞄准器还包括第二衰减片，所述第二衰减片位于所述第二单色滤光片和所述成像装置之间，或所述第二单色滤光片位于所述第二衰减片和所述成像装置的镜头之间。

7.根据权利要求1所述的定日镜瞄准系统，其特征在于，所述反射装置为x棱镜，吸热器反射的光线由所述x棱镜反射到所述成像装置。

技术总结
本发明公开了一种定日镜瞄准系统，涉及太阳能光热应用技术领域，包括反射装置、成像装置、成像传感器以及调整装置；定日镜反射的光线由所述反射装置反射到所述成像装置；吸热器反射的光线传输至所述成像装置，所述成像装置将定日镜反射的太阳的像与吸热器的像同时成像于传感器；所述调整装置根据定日镜的太阳成像和吸热器的成像在成像传感器的位置调整定日镜的角度。本发明提供了一种定日镜瞄准系统，降低了对各个角度误差的精度要求的同时，降低了维护成本。

技术研发人员：岑松原,朱正平,朱修锋
受保护的技术使用者：杭州华鼎新能源有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16