Fraunhofer-Gesellschaft

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Bildverarbeitendes Regelungssystem für Heliostatenfelder

 
: Bern, Gregor

Stuttgart: Fraunhofer Verlag, 2020, 212 S.
Zugl.: Karlsruhe, Inst. für Technologie (KIT), Diss., 2019
Solare Energie- und Systemforschung
ISBN: 978-3-8396-1661-1
Deutsch
Dissertation
Fraunhofer ISE ()
instruments & instrumentation engineering; automatic control engineering; algorithms & data structures; computer vision; Alternative und erneuerbare Energiequellen und Technologien; Technische Messung und Kalibrierung; Automatische Steuerungstechnik; Algorithmen und Datenstrukturen; Wissenschaft; Forschung; Industrie

Abstract
Heliostaten, zweiachsig der Sonne nachgeführte Spiegelsysteme, konzentrieren in Solarturmsystemen das Sonnenlicht auf einen Strahlungsempfänger. Um die notwendige Zielgenauigkeit zu erreichen, müssen sie regelmäßig kalibriert werden.
Die in dieser Arbeit entwickelte HelioControl-Methode erlaubt die parallele Ermittlung der Zielpunkte vieler Heliostaten während des Betriebs. Durch die Modulation einer periodischen Bewegung mit spezifischer Frequenz wird eine Signatur in die Gesamtstrahlungsdichteverteilung eingebracht. Aus der Aufnahme einer Bildersequenz des Strahlungsempfängers wird mittels Fourieranalyse und Bildanalysemethoden daraus der tatsächliche Zielpunkt der Heliostaten während des Betriebs ermittelt und der Steuerung zur Korrektur übergeben. Die ermittelten Zielpunkte weichen in der Regel um weniger als 0.5 mrad vom tatsächlichen Zielpunkt ab, was für die Anwendung im Solarturmkraftwerk eine sehr hohe Genauigkeit darstellt.
Die Methode zeigt vielversprechende Ergebnisse für ein zukünftiges Kalibrier- und Regelungssystem und ermöglicht durch eine verbesserte Nachführung von Heliostaten neue Kraftwerksoptionen und einen effizienteren Kraftwerksbetrieb.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-608758.html