坐落于科隆德國航空航天中心(Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt - DLR)太陽能研究所目前正在從事聚集型太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的研發(fā)和認(rèn)證工作，在一項 DLR 的實驗中，一個直徑為 1.5 米的拋物面凹面鏡可以精確聚集太陽光的熱能，聚集起來的陽光強度很大，可以熔化一個一分和五分錢的硬幣。因為該系統(tǒng)能夠聚集 10000 倍的太陽光熱能，而這個熱能能夠產(chǎn)生不可思議的 3000 攝氏度的高溫。

　　太陽能聚集系統(tǒng)在工作原理上就是一個大尺寸的凹面鏡：它們匯聚太陽輻射并產(chǎn)生熱能。而太陽熱能可以用來發(fā)電，或者直接用于某些技術(shù)工藝中，或者用于生產(chǎn)燃料。在對點聚焦和直線聚焦太陽熱能的研究中，DLR 研發(fā)了這種碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)(焦距長度較短的盤式太陽能聚集器)。

　　拋物面反射鏡繞兩根軸轉(zhuǎn)動來追蹤太陽。因此，系統(tǒng)焦點上的高聚集強度的直接太陽輻射 — 相當(dāng)于 1000瓦的光能，能流密度可變 — 可以用于不同的試驗和測量中。甚至還可以實現(xiàn) 3000 攝氏度的高溫和 10 兆瓦/平米的能流密度。碟式太陽能系統(tǒng)能夠完成這些功能的先決條件是凹面鏡必須總是根據(jù)太陽位置精確校準(zhǔn)。

　　在對點聚焦和直線聚焦太陽熱能的研究中，DLR 研發(fā)了這種碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)(焦距長度較短的盤式太陽能聚集器)。

　　Carsten Spenke，太陽能研究院，德國航空航天中心，亥姆霍茲聯(lián)合會

　　德國 DLR 太陽能研究所與 2011 年 7 月從 DLR 技術(shù)熱力學(xué)研究所獨立出來，成為獨立的機構(gòu)。 這所 DLR 太陽能研究所的重點研究方向是聚光型太陽能熱發(fā)電。這種太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)將太陽光聚集起來，并通過一個電力轉(zhuǎn)換過程把所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為零二氧化碳排放的友好電能，為地球提供可持續(xù)發(fā)展的能源。該研究所在科隆、斯圖加特、阿爾梅里亞(西班牙)以及德國于利希(自 2011 年起)都設(shè)有實驗點。

　　軟件功能塊確保精確校準(zhǔn)

　　控制系統(tǒng)的核心部分是一臺 Beckhoff CX5020 嵌入式控制器，它負(fù)責(zé)完成所有控制任務(wù)。太陽位置通過 TwinCAT“太陽位置算法”功能庫中的 FB_SPA 功能塊計算，計算結(jié)果被傳輸?shù)?TwinCAT NC PTP 中，以控制兩個步進(jìn)電機。EtherCAT 端子模塊系統(tǒng)中的 EL7041 步進(jìn)電機端子模塊電機電流最高可達(dá) 5 A，能夠提供一個高效、高動態(tài)的驅(qū)動解決方案。兩根軸的精確位置通過安裝在碟式太陽能系統(tǒng)齒輪箱輸出端上的兩個絕對值型旋轉(zhuǎn)編碼器反饋。編碼器直接與 EtherCAT SSI 接口端子模塊 EL5002 連接。很多 EtherCAT 端子模塊都可提供用于采集測量數(shù)據(jù)并能夠分析各種信號。用戶界面采用的是一臺 Beckhoff 帶觸摸屏的 CP6903 控制面板，由于其前面板防護(hù)等級達(dá)到 IP 65，因此非常適合用于室外使用。

　　追蹤精度在 2011 年 9 月份的“Aerospace Day at the DLR，Cologne-Porz” 中正式公布。碟式太陽能系統(tǒng)的焦點上事先安裝了一個用于裝硬幣的容器。一旦云層中有陽光射出，參觀者就可以在硬幣上熔一個洞。其速度之快很好地證明了太陽光所具備的能量是難以想象的。

（轉(zhuǎn)載）