路透社报道，德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（Fraunhofer ISE）项目经理Gregor Bern表示，研究小组对其研发的新型快速定日镜校准系统进行测试显示，吸热器的误差为毫米，可以在一年内在商业化太阳能光热电站上进行测试。
在塔式光热发电系统中，定日镜系统通常占到整体成本1/3左右，定日镜未对准吸热器严重影响发电量。因此，定日镜性能已成为太阳能热发电项目开发商降低成本的关键研究领域。德国开发的一种新型定日镜校准技术突显了节省成本，该产品很快将用于商业化塔式光热电站。
图：定日镜对准是关键的性能风险，尤其是对于大型商业化光热电站。图片来源：中控太阳能
已完成小规模测试和评估
今年8月， FraunhoferISE宣布已完成其创新的HelioControl定日镜校准系统的小规模测试和评估。
由德国政府资助的HelioControl项目与其他技术不同，它使用相机根据吸热器上的图像来计算定日镜的精度。而法国Themis塔式光热实验电站的早期测试表明，吸热器上计算出的目标点通常距离实际目标只有几毫米。
该系统使用数字图像处理来执行多个定日镜的同时测量。根据项目团队介绍，每秒可以测量两个定日镜，这意味着在不到一个小时的时间内即可对摩洛哥150 MW NoorIII 塔式光热电站的7400个定日镜进行校准，而手动方法要花费数周时间。
研究人员估计，根据模拟和基于文献的假设，该系统可以将定日镜的现场成本降低5％左右。而更重要的是，目标计算的估计误差，“对于距离近的定日镜和距离远的定日镜保持不变”，Gregor Bern在采访中表示。这意味着对于镜场面积大的大型商业化式光热电站来说，定日镜与吸热器之间的平均距离更长，这可能会带来更大的好处。
频率追踪
HelioControl系统通过在移动定日镜的同时监测其能流密度分布，这样为每个定日镜标记一个标签。
摄像机捕获相关的频率，通过在频率空间中工作，定日镜可以被区分和分离，以便进一步评估。数字图像处理用于从数据库中提取单个定日镜的位置信息，并确定定日镜的实际瞄准点。
图：2010-2022年全球太阳能，风能的平均成本。资料来源：IRENA《2018年可再生能源发电成本》报告（2019年5月）
在Themis实验电站进行的测试过程中，收集了在不同操作条件和不同数量的定日镜下的实验数据。
Gregor Bern表示，由于只需一部摄像机即可捕获不同的频率，因此几乎不需要多余的摄像机，这有助于减少电站的直接维护和布线成本。他进一步说明，对于一个商业化规模的光热电站，将需要一到六个摄像头，具体取决于太阳岛的布局和运营商的要求。
HelioControl系统可以与定日镜校正的闭环控制集成在一起，以提供快速、自动的校正。Gregor Bern说：“我们团队专注于在定日镜运行过程中快速识别出真实的目标点，以求及时快速调整参数。”
西班牙和美国研发的自动校准定日镜系统
西班牙的CENER和IK4-TEKNIKER小组开发了一种不同的方法，即在每个定日镜上安装低成本摄像机。
据两家公司称，可伸缩定日镜校准系统（SHORT）可以在一个小时内识别出未对准并重新校准。
摄像机对准放置在已知位置的多个目标，从而使摄像机能够比较实际位置和预期位置。对多个位置重复此过程，以生成数据以修改跟踪命令。该过程可以自动化，因此不需要人工干预。
在另一个定日镜校准项目中，美国初创公司Heliogen（获比尔·盖茨基金支持）开发了一个独立的太阳能发电系统，该系统采用“闭环”算法自动校准定日镜。即使配套低成本的定日镜系统，也可以使系统整体性能达到最优。该公司表示，该系统使用摄像机和先进的计算机可视化软件来更精确地对准定日镜并提高太阳能聚光效率。经测试，定日镜反射阳光精度提高后系统可实现1000℃以上的温度。
此外，研究人员也在改进定日镜材料。西班牙的TewerIngeneria及其合作伙伴Acciona Energy公司（安迅能）、丹麦Aalborg（奥尔堡）光热发电公司以及立陶宛应用研究所在内的多家企业和研究机构，开发了一种定日镜复合材料，该复合材料化合物将具有球形曲率的玻璃泡沫及玻璃夹芯集成在一起，可避免玻璃纤维堵塞以及温度引起的校对失准问题。合作伙伴已将该技术与由PV驱动的自主无线通信系统集成在一起，以提供自校准功能。
商业化飞跃
西班牙CENER太阳能热能和热能存储部门总监Marcelino Sanchez Gonzalez表示，SHORT小组打算在今年秋天完成对在西班牙的Plataforma solar de Almeria（PSA）CSP研究机构进行的跟踪精度测试的全面评估。下一步，该小组旨在在商用的第三方定日镜中实施校准系统。他说，这将使团队能够建立“我们在当前低成本规格下可以达到的精度极限。”
IK4-Tekniker热工程部主管CristobalVillasante表示说，已获得专利的方法已准备就绪，可以商业化，研究人员正在就研发项目的非专有许可证进行谈判。他说，获得许可的合作伙伴将在“特定的定日镜或定日镜控制系统开发”中设计并实施最终解决方案，包括硬件和通信系统。
HelioControl团队现在正在寻求在商业规模的光热电站对其系统进行测试。
Gregor Bern建议首先在几个定日镜上测试系统，然后根据测试结果和操作员的准备情况，再进行更多定日镜的测试。他表示：作为研究项目的一部分，我认为在一年之内进行申请是切合实际的。如果这些测试显示出足够的优势，那么就可以实施一个完整的闭环自动校准系统。“实施完成一个完整的闭环自动校准系统后，就可以为其商业化部署做好准备了。”他进一步说明。
