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CSPPLAZA光熱發電網訊：在塔(ta)式光熱(re)(re)(re)發電(dian)系(xi)統(tong)(tong)中，占整體造價約50%的定日鏡系(xi)統(tong)(tong)如果不(bu)能精確對準(zhun)則(ze)會嚴重影響電(dian)站(zhan)性能。對于大(da)型塔(ta)式光熱(re)(re)(re)電(dian)站(zhan)來說，由于定日鏡與吸熱(re)(re)(re)塔(ta)間距較遠，其校準(zhun)問題則(ze)顯得更(geng)加重要。

以美國(guo)知名光熱電(dian)站(zhan)、裝機377MW的(de)Ivanpah塔式(shi)電(dian)站(zhan)為例，自2014年投(tou)(tou)運以來(lai)，由于(yu)污垢和風暴引發的(de)定日鏡聚(ju)焦(jiao)問題導致該(gai)電(dian)站(zhan)在投(tou)(tou)運前兩年沒有達到發電(dian)目標。2016年，因為定日鏡聚(ju)焦(jiao)失誤甚至曾引起一座(zuo)吸熱塔發生火災，并嚴重影響(xiang)該(gai)電(dian)站(zhan)當月發電(dian)量。

為了解(jie)決定日鏡聚焦(jiao)問題，來自歐洲(zhou)和美(mei)國的(de)一(yi)(yi)些海(hai)外(wai)相關研(yan)發團隊正在(zai)通過(guo)使用最新的(de)攝像機和自動化(hua)技術與產品來開(kai)發可自動校準的(de)定日鏡系統(tong)，部分產品有望在(zai)一(yi)(yi)年內實現商業化(hua)應用。

相關科(ke)研人員表示(shi)，采用自動(dong)校準定日(ri)鏡系(xi)統(tong)將可(ke)以(yi)帶來多重好(hao)處，可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)降低光(guang)熱發電成本、縮短(duan)鏡場施工(gong)周期并擴大(da)選址范(fan)圍。

圖：正在測試的(de)海(hai)外自動校(xiao)準(zhun)定(ding)日鏡系統

有效降低光熱系統成本

據悉，耗費220萬美元、由西班牙Tewer Ingenieria主(zhu)導的歐洲PHOTON項目目前已成(cheng)功將自我(wo)校準技(ji)術集成(cheng)到一個新的定(ding)日鏡(jing)設計中。

Tewer和ACCIONA Industrial、Aalborg CSP和現代電子技術公司等(deng)合作伙(huo)伴聯合開發了一種定日鏡(jing)復(fu)合材料，該復(fu)合材料包(bao)含(han)一種彎曲的球形玻(bo)璃泡沫(mo)夾層，該夾層可(ke)有效(xiao)緩解阻(zu)塞問題和溫度引起的校對失準問題。

與(yu)目前定日(ri)鏡(jing)系統(tong)可達(da)到2mrad偏(pian)差(cha)(cha)的(de)較先(xian)進水平相(xiang)比，Tewer等研發的(de)定日(ri)鏡(jing)系統(tong)實(shi)現了(le)0.6mrad偏(pian)差(cha)(cha)。同時，研發團隊(dui)還將該(gai)技(ji)術與(yu)由光伏電池供電的(de)自主(zhu)無線通信(xin)系統(tong)相(xiang)結(jie)合，可實(shi)現自我校(xiao)準功能。

Tewer項(xiang)目(mu)工程師(shi)Jose M.Blazquez-Serrano表示，定(ding)日(ri)鏡(jing)可以通過內置傳感器來記錄(lu)其跟蹤太陽(yang)的合(he)適運動軌跡，同(tong)時因采用(yong)光伏供(gong)電(dian)，該系(xi)統(tong)去掉了(le)定(ding)日(ri)鏡(jing)區域大(da)量(liang)基礎制(zhi)作、溝(gou)渠(qu)挖掘和線纜布置工作，大(da)大(da)降低了(le)系(xi)統(tong)成(cheng)本(ben)。

Jose M.Blazquez-Serrano補(bu)充道，根據建模(mo)數據，ACWA電(dian)力公司在南非開發的裝機(ji)100MW的Redstone項目若采用(yong)該技(ji)術，定日鏡系(xi)統可減少29.7%資本(ben)支(zhi)出，減少8.8%運營支(zhi)出，整(zheng)體(ti)LCOE（平準化(hua)度電(dian)成本(ben)）可減少11.9%。

可配套較低成本的定日鏡產品

同時，西(xi)班牙(ya)集團(tuan)CENER和IK4-TEKNIKER則聯合開(kai)發(fa)了一種(zhong)可擴展的定日鏡校準系(xi)統(tong)(tong)，該系(xi)統(tong)(tong)可在“不(bu)到一小時”內識別聚焦偏差(cha)并重新校準。

該系統(tong)將攝(she)(she)像機(ji)連(lian)接在(zai)一個低(di)成本的定日鏡上，并指向幾(ji)個放(fang)置(zhi)(zhi)(zhi)在(zai)已知位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)的目標(biao)，使攝(she)(she)像機(ji)能夠(gou)比較實際位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)和預期位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)。這個過(guo)程在(zai)幾(ji)個位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)重復，以(yi)產(chan)生數據，使定日鏡能夠(gou)修改跟蹤命令(ling)。該程序(xu)可以(yi)自動(dong)化，因此不需(xu)要人工交互。

據了(le)解，采用自動校準方案(an)后，系統可降(jiang)低對(dui)定日鏡產(chan)品的(de)要求，以便開發(fa)商采購相比目前成本(ben)更低的(de)定日鏡產(chan)品，因此將大大節約費用。

據IK4-TEKNIKER方面介紹，經(jing)測試該校準系(xi)統(tong)精度可(ke)實現(xian)優于0.25mrad，加上所需硬件最(zui)終造(zao)價(jia)將低(di)于目前同類產品。目前該系(xi)統(tong)已經(jing)在幾個定日鏡上得到了(le)驗證，相關合作(zuo)伙伴希望(wang)與供應商合作(zuo)，進一步(bu)開發出商業化(hua)和集成化(hua)的(de)解決方案。

無(wu)獨(du)有偶(ou)，在比(bi)爾蓋茨的支持下，來自美國的初創公司(si)Heliogen也成功開發出一種(zhong)基于“閉環”算法的自動定日(ri)鏡校準系統(tong)，即(ji)使(shi)配(pei)套低(di)成本的定日(ri)鏡系統(tong)，也可以使(shi)系統(tong)整體性能達到最優。

據(ju)介紹(shao)，該技術使用攝像機和先進的(de)計算機視覺軟件，以更精確地校準定日(ri)(ri)鏡，提高聚光(guang)效(xiao)率。測試表明，定日(ri)(ri)精度提升后(hou)可(ke)以實(shi)現1000℃以上的(de)系統溫度。

Heliogen公司(si)業(ye)務開發和產品副(fu)總(zong)裁Fatimah Bello表示：“因為(wei)閉環(huan)控制(zhi)(zhi)器(qi)可(ke)(ke)以校正開環(huan)控制(zhi)(zhi)器(qi)難(nan)以或不(bu)可(ke)(ke)能校正的非線性和其(qi)他(ta)制(zhi)(zhi)造缺(que)陷，我們(men)可(ke)(ke)以通過一個相對(dui)低成本的驅動系統實現高(gao)跟蹤(zong)精度(du)。”

大大縮短建設周期

智能的自我校準技術可以通(tong)過同時校準大批定日(ri)鏡來實現(xian)大幅縮短鏡場建設周期并降低建設成(cheng)本的目(mu)標。

Fatimah Bello表示(shi)，我們的(de)系統消除(chu)了(le)定日鏡場的(de)長期校(xiao)準(zhun)過程(cheng)——啟動(dong)和(he)運行(xing)定日鏡場僅需(xu)要幾(ji)個(ge)小(xiao)時到幾(ji)天(tian)，而非幾(ji)個(ge)月。

此外，自(zi)動(dong)校準解決方案還使(shi)定日鏡安裝(zhuang)速度更快，安裝(zhuang)成(cheng)本也大(da)幅降(jiang)低。在土建工程要求較大(da)，勞動(dong)力價格較高(gao)的(de)的(de)地區效益則更加明顯。

附英文原文鏈接：