一種碟式太陽能發電站及其布局方法技術

本發明專利技術公開了一種碟式太陽能發電站，包括在南北方向上設置的第一列聚光碟，任意相鄰的兩個第一列所述聚光碟之間的中心間距大于或等于L1；其中，L1＝h1/tanθ1，h1＝H+D/2×cosθ1；其中，θ1為全年正午時刻最小高度角值，H為所述聚光碟的立柱高度，D為所述聚光碟的開口直徑，h1為所述聚光碟的陰影實際高度，L1為所述聚光碟的全年正午時刻最大投影長度。本發明專利技術還公開了一種碟式太陽能發電站的布局方法。上述碟式太陽能發電站，能夠加快碟式太陽能光熱發電電站的設計進程、節省土地面積、提高土地利用率、提高綜合效益。

【技術實現步驟摘要】
一種碟式太陽能發電站及其布局方法
本專利技術涉及太陽能發電
，特別涉及一種碟式太陽能發電站。此外，本專利技術還涉及一種碟式太陽能發電站的布局方法。
技術介紹
太陽能熱發電的利用具有越來越重要的社會和經濟意義。太陽能熱發電包括三種方式：塔式太陽能、槽式太陽能和碟式太陽能，其中碟式太陽能有很高的利用系數和光熱轉化效率，模塊化部署能力較強，因而受到廣泛的關注和重視。碟式太陽能光熱發電站是由很多單臺聚光碟發電系統組成的，每個單碟系統都是獨立運行的，它們按照控制程序跟蹤太陽，聚集太陽熱能，使發電機組輸出電能。由于聚光碟的高度、曲面開口直徑很大(直徑至少8m以上)，其產生的投影面積和區域也會很大。那么，多臺聚光碟的排列布局的好壞將會影響整個電站的運行。碟式太陽能光熱發電在國內外尚處于科研、示范階段，目前還沒有大規模商業化運行的先例。因此，還沒有一種系統的、簡潔有效的關于碟式太陽能光熱發電站優化布局的方法。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種碟式太陽能發電站，該碟式太陽能發電站可以解決布局不合理的問題。本專利技術的另一目的是提供一種碟式太陽能發電站的布局方法。為實現上述目的，本專利技術提供一種碟式太陽能發電站，包括在南北方向上設置的第一列聚光碟，任意相鄰的兩個第一列所述聚光碟之間的中心間距大于或等于L1；其中，L1＝h1/tanθ1，h1＝H+D/2×cosθ1；其中，θ1為全年正午時刻最小高度角值，H為所述聚光碟的立柱高度，D為所述聚光碟的開口直徑，h1為所述聚光碟的陰影實際高度，L1為所述聚光碟的全年正午時刻最大投影長度。相對于上述
技術介紹
，本專利技術設置的碟式太陽能發電站，利用全年正午時刻最小高度角值θ1，聚光碟的立柱高度H，聚光碟的開口直徑D以及聚光碟的陰影實際高度h1計算得出聚光碟的全年正午時刻最大投影長度L1，從而將任意兩個相鄰的第一列聚光碟之間的間歇設置為大于等于L1；這樣一來，能夠加快碟式太陽能光熱發電電站的設計進程、節省土地面積、提高土地利用率、提高綜合效益。優選地，還包括在南北方向上設置的第二列聚光碟，全部第二列所述聚光碟的中心依次設置于相鄰的兩個第一列所述聚光碟的陰影邊界的交點處；第一列所述聚光碟的陰影邊界是指所述聚光碟的全年最大投影的變化區域，并且第一列所述聚光碟的全年最大投影的變化區域根據第一列所述聚光碟的L1、L2以及太陽方位角變化區域ξ計算得出；其中，L2＝h2/tanθ2，h2＝H+D/2×cosθ2；θ2是指當太陽直接輻射強度達到閾值時的太陽高度角均值。優選地，還包括在南北方向上設置的第N列聚光碟；N≥3；第N列所述聚光碟的中心依次設置于相鄰的兩個第N-1列的所述聚光碟的陰影邊界的交點處。優選地，全部所述聚光碟的大小尺寸均一致。本專利技術還提供一種碟式太陽能發電站的布局方法，包括如下步驟：獲取聚光碟的立柱高度H以及開口直徑D；獲取全年正午時刻最小高度角值θ1；根據公式L1＝h1/tanθ1以及h1＝H+D/2×cosθ1計算所述聚光碟的全年正午時刻最大投影長度L1；將所述聚光碟沿南北方向設置為第一列，并且任意相鄰的兩個所述聚光碟之間的中心間距設置為大于或等于L1。優選地，還包括如下步驟：根據年均太陽直接輻射強度計算所述太陽直接輻射強度達到閾值時的太陽高度角均值θ2；根據所述θ2、L2＝h2/tanθ2以及h2＝H+D/2×cosθ2計算得到L2值；根據所述L1、所述L2以及太陽方位角變化區域ξ計算得出第一列中全部所述聚光碟的全年最大投影的變化區域；沿南北方向設置第S列聚光碟；S≥2；第S列所述聚光碟的中心依次設置于相鄰的兩個第S-1列所述聚光碟的陰影邊界的交點處，第S-1列所述聚光碟的陰影邊界是指所述聚光碟的全年最大投影的變化區域。附圖說明圖1為本專利技術實施例所提供的碟式太陽能發電站中單臺聚光碟在全年正午時刻的最大投影區域圖；圖2為圖1中的聚光碟在θ2的角度下所對應的全年太陽方位角變化區域ξ；圖3為圖1中的單臺聚光碟的全年最大投影的變化區域；圖4為本專利技術實施例所提供的第一列聚光碟的布局圖；圖5為本專利技術實施例所提供的第一列聚光碟以及第二列聚光碟的布局圖；圖6為本專利技術實施例所提供的碟式太陽能發電站的布局方法。具體實施方式本專利技術的核心是提供一種碟式太陽能發電站，該碟式太陽能發電站的布局合理、節省土地面積、提高土地的利用率；本專利技術的另一核心是提供一種碟式太陽能發電站的布局方法。為了使本
的技術人員更好地理解本專利技術方案，下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步的詳細說明。請參考圖1至圖6，圖1為本專利技術實施例所提供的碟式太陽能發電站中單臺聚光碟在全年正午時刻的最大投影區域圖；圖2為圖1中的聚光碟在θ2的角度下所對應的全年太陽方位角變化區域ξ；圖3為圖1中的單臺聚光碟的全年最大投影的變化區域；圖4為本專利技術實施例所提供的第一列聚光碟的布局圖；圖5為本專利技術實施例所提供的第一列聚光碟以及第二列聚光碟的布局圖；圖6為本專利技術實施例所提供的碟式太陽能發電站的布局方法。本專利技術提供的一種碟式太陽能發電站，包括在南北方向上設置的第一列聚光碟，任意相鄰的兩個第一列所述聚光碟之間的中心間距大于或等于L1；其中，L1＝h1/tanθ1，h1＝H+D/2×cosθ1；其中，θ1為全年正午時刻最小高度角值，H為所述聚光碟的立柱高度，D為所述聚光碟的開口直徑，h1為所述聚光碟的陰影實際高度，L1為所述聚光碟的全年正午時刻最大投影長度。具體來說，我們能夠已知聚光碟的尺寸信息，包括聚光碟的立柱高度H、聚光碟的開口直徑D；此外，還需要測量碟式太陽能發電站所在地的地理信息，包括測量當地經、緯度，地表坡度；我們知道，每天正午時刻，太陽高度角最大，聚光碟的投影長度及面積最小。一年中，總有一天相比其他天數中的正午時刻太陽高度角是最小的，則聚光碟的投影長度及面積最大。我們將其稱之為全年正午時刻最小高度角，其投影稱之為全年正午時刻最大投影。例如，我們將聚光碟安裝在在北回歸線以北某地，其緯度為北緯38°，則在冬至日前后，全年正午時刻太陽高度角最小，聚光碟全年正午時刻的投影最大。因此，根據經緯度信息，可以計算出當地全年正午時刻最小高度角值θ1；根據θ1，可算出聚光碟的陰影實際高度：即h1＝H+D/2×cosθ1；再根據h1和θ1的值，可算出聚光碟的全年正午時刻最大投影長度：L1＝h1/tanθ1；如說明書附圖1所示，圖1為本專利技術實施例所提供的碟式太陽能發電站中單臺聚光碟在全年正午時刻的最大投影區域圖。也就是說，將任意相鄰的兩個第一列聚光碟之間的中心間距設置為大于或等于L1，這樣一來，能夠加快碟式太陽能光熱發電電站的設計進程、節省土地面積、提高土地利用率、提高綜合效益。即，使得碟式太陽能發電站的聚光碟在最大程度吸收太陽光的前提下，還能夠節省土地面積，提高太陽能發電站的建設成本。上述針對第一列聚光碟的設置方式給出了具體實施例，下面對于第二列聚光碟的設置方式進行進一步介紹。本文優選采用下述方式對第二列聚光碟進行設置；第二列聚光碟同樣在南北方向上設置，全部第二列聚光碟的中心依次設置于相鄰的兩個第一列聚光碟的陰影邊界的交點處；第一列所述聚光碟的陰影邊界是指所述聚光碟的全年最大投影的變化區域，并且第一列所述聚光碟的全年最大投影的變化區域根據第一列所述聚光碟的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種碟式太陽能發電站，其特征在于，包括在南北方向上設置的第一列聚光碟，任意相鄰的兩個第一列所述聚光碟之間的中心間距大于或等于L1；其中，L1＝h1/tanθ1，h1＝H+D/2×cosθ1；其中，θ1為全年正午時刻最小高度角值，H為所述聚光碟的立柱高度，D為所述聚光碟的開口直徑，h1為所述聚光碟的陰影實際高度，L1為所述聚光碟的全年正午時刻最大投影長度。

【技術特征摘要】
1.一種碟式太陽能發電站，其特征在于，包括在南北方向上設置的第一列聚光碟，任意相鄰的兩個第一列所述聚光碟之間的中心間距大于或等于L1；其中，L1＝h1/tanθ1，h1＝H+D/2×cosθ1；其中，θ1為全年正午時刻最小高度角值，H為所述聚光碟的立柱高度，D為所述聚光碟的開口直徑，h1為所述聚光碟的陰影實際高度，L1為所述聚光碟的全年正午時刻最大投影長度。2.根據權利要求1所述的碟式太陽能發電站，其特征在于，還包括在南北方向上設置的第二列聚光碟，全部第二列所述聚光碟的中心依次設置于相鄰的兩個第一列所述聚光碟的陰影邊界的交點處；第一列所述聚光碟的陰影邊界是指所述聚光碟的全年最大投影的變化區域，并且第一列所述聚光碟的全年最大投影的變化區域根據第一列所述聚光碟的L1、L2以及太陽方位角變化區域ξ計算得出；其中，L2＝h2/tanθ2，h2＝H+D/2×cosθ2；θ2是指當太陽直接輻射強度達到閾值時的太陽高度角均值。3.根據權利要求2所述的碟式太陽能發電站，其特征在于，還包括在南北方向上設置的第N列聚光碟；N≥3；第N列所述聚光碟的中心依次設置于相鄰的兩個第N-1列的所述聚光碟的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬迎召，王可，譚新華，侯湘慶，許維，
申請(專利權)人：湘電集團有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43