Survey of Heliostat Concepts for Cost Reduction

Abstract

A survey of hitherto concepts for cost reduction of heliostats is given. The survey might serve as a base for the development of low cost heliostats that are needed to meet the current challenging cost objectives. The concepts are related to the main heliostat subfunctions and to basic approaches for cost reduction found so far. Based on the main advantages and drawbacks of every concept, the most promising ones are indicated.

Charakterystyka Heliostatów I Ich Zastosowanie W Helioelektrowniach

“…To przekłada się bezpośrednio na koszty takiego urządzenia. Przenosząc to na skalę całej inwestycji, budowa i uruchomienie pola heliostatów obciąża ok 40 % całego budżetu inwestycji, co stanowi największy jednostkowy udział kosztów [2]. Obsługa pola heliostatów, tj.…”

“…Obsługa pola heliostatów, tj. czyszczenie zwierciadeł oraz doraźna naprawa stanowi również największy udział kosztów w zakresie utrzymania helioelektrowni [2]. Stąd też usilne próby środowisk naukowych w celu znalezienia rozwiązania, które jednocześnie przyczyni się do redukcji kosztów produkcji ale i utrzymania heliostatów, a przez to przyczyni się do rozwoju tej technologii.…”

Latitude-orientated mode of non-imaging focusing heliostat using spinning-elevation tracking method

“…The NIFH proposed by Chen et al (2001) is a spinning-elevation tracking heliostat in which all the mirror facets in the same tangential or sagittal group can be adjusted to certain angles in such a way that the astigmatic solar images at the target can be actively corrected during suntracking. The spinning-elevation tracking method, also named as the target-aligned tracking method by Ries group (Ries and Schubnell, 1990;Zaibel et al, 1995;Roos et al, 2007;Buck and Teufel, 2009;Pfahl, 2014), allows a welcoming reduction in the amount of actuators from ''2 Â M Â N" to only ''M + N À 2" because it keeps the tangential and sagittal directions fixed with respect to the heliostat frame during the sun-tracking. Although the sharing of actuators cannot perfectly correct the astigmatic aberration, it does not sacrifice quality of the concentrated sunlight by much, especially the solar concentration ratio of a system.…”

Influence of the gap size on the wind loading on heliostats

“…They are actuated with two drive mechanisms which constitute about one third of a heliostat capital cost [5]. The drives of a lighter heliostat will undergo more stresses due to wind loading.…”