1    项目背景

在化石燃料日趋减少的今天，新兴的可再生能源太阳能，已成为人类能源使用中的重要组成部分。随着“30·60碳中和加速计划”目标的推进，太阳能光热作为可再生能源的一种重要形式，也将重塑能源未来。

2021年作为光热行业发展的元年，越来越多的能源电力行业大举进入太阳能热发电领域。在这其中，大型、全天候、高精度的光学仪器——太阳能聚光集热器的精度和运行稳定性直接决定着光热电站的效率。

事实上，光场在整个光热电站投资建设中占比非常大，而槽式集热器、塔式吸热器等光热发电系统关键装备的使用寿命及质量对光热电站的效率和经济性的确会产生较大影响。因此，要想提高光热电站性能，提高发电量，降低投资风险，最大程度地提高太阳能发电的经济性，做好光场关键装备的检测至关重要。

2    光热玻璃型面检测QDEC系统

QDEC系统使用光线追踪(RAYSTRACING)技术对曲面玻璃或镜子反射后的条纹图案，计算出玻璃或镜子的3D形状，进一步可计算出玻璃对太阳能的收集利用效率。

该检测设备对光线追踪路径上各个组件的位置精度要求极高，设备的空间范围约在6米，设备在调试和校准过程中需要高精度的位置测量仪器来获取各个部件的准确位置。否则光线追踪的各项初始参数不正确，会导致校准失败和检测结果不可靠。

QDEC系统的布局示意图

3    QDEC系统设备检测

QDEC系统在校准过程中，需要获得各个部件的准确位置。如：各个相机的棱镜中心、每个支架的支撑点中心，每个支架角部的预定参考点，顶部反射面板的型面。因此需要使用全站仪对光热玻璃型面检测系统设备进行精准测量,从而获取各个部件的准确位置。

天宝S5伺服全站仪

 项目方通过多方调研，最终决定采用能够完全满足客户测量要求的天宝S5伺服全站仪（测角：1″；测距：1mm+2ppm，免棱镜:2mm+2ppm）。

 其中天宝S5全站仪的SurePoint技术能够提供横轴误差、视准轴误差、竖轴倾斜误差的改正，伺服控制系统在测量过程中一直是激活的，总是驱动仪器到达指定角的位置，补偿微小倾斜偏移，保证高精度测量数据的可靠性。

测量方法

针对这个6米空间尺度内的各点精确测量：

• 首先通过建立7~8个连接点来保证测量的重复性。

• 其次用DR法和prism的辅助来测量支撑点，参考点。

• 顶部反射面板使用DR和表面扫描来获得0.1米间距的表面数据。

测量现场

部分成果

全站仪测量的关键点坐标，精度优于1mm

根据关键点坐标建立的模型后，曲面的实际测量效果偏差对比图

4    总结

天宝S5伺服全站仪，通过对QDEC系统各个部分的位置测量，确保QDEC系统的光线追踪各项初始参数正确，在设备调试和校准过程中保障玻璃对太阳能的收集利用效率达到使用标准。

• 天宝S5全站仪具有1”的测角精度，2mm+2ppm的免棱镜测距精度，完全可以满足位置测量的精度要求。

• 天宝S5全站仪的自适应伺服控制系统在测量过程中一直处于激活状态，可主动避免因环境引起的震荡、畸变和测量噪声，可以适应任何开发及实验场所。

• 天宝S5全站仪可以快速获取设备位置数据，支持多种数据通讯及连接方式，灵活应对不同的开发需求。

• 天宝S5全站仪可以采用棱镜和免棱镜结合的方式进行测量，效率大大提高。