为了促进在墨西哥的发展,能源研究中心建造了一个高辐射通量太阳能熔炉()。使得在基础应用研究以及工业生产过程的发展中利用太阳辐射成为可能。的主要目的是开发用于中央塔发电厂的热电太阳能塔组件。另一个目的则是处理和制造先进的材料,并且让它们体现在阳光下的热物理,机械和光学的材料特征。
高辐射通量太阳能熔炉()主要由以下三个组件组成:一个聚光镜,一个定日镜和快门(见图)。聚光镜是该系统的核心,其功能是将太阳辐射集中至很高的水平,从而在聚焦区域达到高温(可达°)。该聚光镜被放置在一个太阳熔炉内,且不发生移动;所有追踪太阳所需的移动都需定日镜来执行。这样做是为了获得一个静态的聚焦区域,它为进行实验提供了一个更容易控制的。熔炉的性能取决于定日镜准确追踪太阳的能力。快门在不同的角度部分打开和关闭,控制允许进入系统的辐射量。值得一提的是,包括占地面积平方米定日镜,占地面积
除了上述组件,还有一个移动的平台,可在聚焦地区的不同点精确定位实验。数据采集系统还要用于监测不同的实验变量,如温度、压力流量、太阳辐射和集中的辐射通量分布。冷却系统的实验也是必须的。此外,气象监测站集成在系统中,除了定日镜、冷却系统和一些太阳辐射和风速传感器,其它所有熔炉组件都位于整个熔炉结构内部。
定日镜由集成系统控制器控制,它有两个伺服模块控制这两个定日镜电机。其中一个用于方位移动,一个用于高度移动。使用太阳能方程可以得出定日镜的,它能够根据定日镜纬度和经度的计算出太阳能矢量。通过了解太阳能矢量,我们可以精确判断定日镜的方位和高度角度。
我们使用控制器、模块和模块控制快门。模块通过控制快门电机来控制区域。电机连接在齿轮箱上,并从的解码器上获得反馈。模块用来读取限位开关,它能确定快门的起始。在聚焦区域定位平台有一个类似的系统设置。然而,此系统有三个控制着运动轴的三个电机,这样我们就可以精确定位平台。
我们的冷却系统将水运送到定位平台上的实验装置。该系统也由另一个控制器控制。程序启动水泵,监测储水箱的液面,并通过一个模拟输出模块控制比例阀来调节水的流量。我们也使用和模块控制冷却系统。由于泵和水箱位于熔炉构造之外,我们使用两个无线网桥与控制器进行通讯。一个位于冷却系统控制箱内部,一个位于熔炉构造内部。
我们通过集成化服务器与气象台进行通讯。我们监测多个变量,但最为关注的是直接辐射和风速。前者可以在熔炉内进行实验的最佳时机,如果定日镜不在一个安全的,可能会被过高的风速损坏,因此后者也非常重要。
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