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BRIGHTSOURCE能源：定日镜技术指明太阳能发展之路
随着石油和天然气的价格不断上涨，企业不断开始寻找能够替代化石燃料的其他资源，例如太阳能。然而，对于这种看似不太可靠的能源，我们还有一个问题：我们如何以更节能、更具成本效益的方式，充分利用太阳光线的能量，以获得更大的能量价值？
BrightSource Energy, Inc.能够回答这个问题：采用运动控制定日镜，跟随太阳移动，捕捉最大数量的太阳能输出。我们很多人都很熟悉安装在屋顶上的太阳能电池板，它利用光伏电池捕捉太阳光线并将其转化为电能。BrightSource使用定日镜（一种不同类型的面板），该镜面由电机控制，将太阳光线导向水塔，加热水塔中的水，然后在聚光太阳能(CSP)系统中高效生成可再生能源。
BrightSource设计、开发和部署聚光太阳能热技术，为全球电力、石油和工业流程市场提供高价值蒸汽。BrightSource将突破性技术与出色的太阳能热电厂设计能力相结合，可靠且负责地生产清洁能源，同时尽可能降低对环境的影响，帮助客户实现清洁能源目标。
面临什么挑战？找一家公司来提供更节能的运动控制技术，以捕捉太阳的巨大能量。
经证实，ADI公司及其ADI Trinamic™运动控制技术能够应对该挑战。
概览
公司
BrightSource将突破性的太阳能技术与先进的存储、实现和优化能力相结合，成为CSP领域的先驱者。BrightSource通过利用和管理可再生能源，为CSP提供热能存储，以产生洁净、可靠且经济的太阳能。
目标
成功获取和利用优化比例的太阳光线，获得更高的能源价值。
挑战
需要准确地移动定日镜，将太阳光线准确导向水塔，加热水塔内的水，在CSP系统中高效产生可再生能源。
解决方案
ADI Trinamic TMC5130 IC。BrightSource之所以选择这款IC，是因为其电路板、成熟的商业用途和特殊功能，集成诸多运动控制算法节省开发周期，提高可靠性；特别是因为其采用了CoolStep™节能技术和StallGuard™无感负载检测技术。
聚光太阳能系统的工作原理
CSP是一款复杂且精妙的机械设计，用于生产和存储热能，进而进行发电。典型的CSP发电厂包含数万个定日镜，它们安装在双轴跟踪器上，会跟随太阳移动，将太阳能量导向中央塔顶部的熔盐接收器(MSR)。该塔将熔盐传输到一个储罐中，这个储罐就相当于一个巨大的充电电池。然后，熔盐流入热交换器，产生蒸汽，并转动涡轮发电机，同步为电网输送可靠且可再生的电能。
- 定日镜动态跟踪太阳捕捉太阳光线，并将太阳光集中导向水塔上的熔盐接收器(MSR)。
- 接收器内部的熔盐吸收太阳能，升温至超过1000˚F (538˚C)。
- 熔盐存储在储罐中，该储罐就像是一个巨大的充电电池。
- 然后，熔盐流经热交换器，产生蒸汽，转动涡轮发电机。
- 将生成的可再生、可靠的电能输送至电网。
这是一个值得称道的可再生太阳能示例
BrightSource目前运营着美国最大的太阳能热电站，也就是位于莫哈韦沙漠的伊凡帕太阳能发电系统。这个规模庞大的项目包含17.3万个定日镜，产生392 MW电能，足以为南加州100,000+户家庭供电。此外，BrightSource还在南非的红宝石项目中使用了ADI的TMC5130，该项目包含4.2万个定日镜。
BrightSource能生成如此大量的清洁能源，关键在于确保其太阳能板定日镜能够根据太阳在天空的位置移动。如此，它们可以直接在板上捕捉100%浓度的太阳光线。为了实现这一目标，这些定日镜必须使用运动控制电机来准确跟随太阳的轨迹，TMC5130具有的Coolstep节能专利技术可以将电机自身对电能的消耗较常规驱动方案降低70%，此外Stallguard专利可以感知镜面的负载变化。
BrightSource面临的挑战在于：要与能够提供极其准确的运动激活技术的公司合作，并将该技术部署到数千个定日镜上。更重要的是，这项技术必须满足某些非常严格的要求：能够经受不可预测、严苛的气候条件；尺寸小巧，能够安装在有限的板空间内；非常节能高效；当然，还要能提供稳定、可靠、极其准确的结果。
ADI TRINAMIC：将清洁太阳能投入使用
“对于ADI及其在整个过程中提供的丰富的研发支持，我们非常满意。我们希望能与ADI持续合作。ADI公司富有洞见和专业知识，它决不仅仅只是一家芯片提供商。”Eitan Greenwald
BrightSource，高级硬件工程师兼团队负责人
提高可靠性和效率，降低安全裕度
ADI TRINAMIC COOLSTEP技术
采用ADI Trinamic之后，BrightSource获得了提高其整体的可持续性和发电目标所需的能源和能源效率。对于BrightSource来说，ADI Trinamic CoolStep功能非常重要，因为控制电机的装置是由12 W PV板和36 Wh备用电源供电，所以能效是一个重要的运营因素。
CoolStep最初是开发用于医疗设备和实验室自动化应用，是一种无传感器、依赖于负载的电流控制技术，始终以实际负载条件所需的最小功率驱动电机。如此，该技术帮助降低电机能耗和产生的热量。此外，通过消除电流安全裕度，允许电流临时升高，使得所需的扭矩储备粮更低，CoolStep因此能使用更小的电机。
ADI TRINAMIC STALLGUARD技术
ADI Trinamic StallGuard功能是针对步进电机的一种无传感器负载测量，这使得BrightSource能够对需要进行高度可靠的移动的定日镜进行负载检测。StallGuard提供有关负载角度诊断的经济高效的反馈，且能够对敏感性数据实施调节，以符合应用的需求。这使其非常适合用于进行无传感器自动导引、自校准和远距离测量，或验证所有机械是否仍在安全裕度内运行。
在标准步进电机驱动器中集成无传感器负载检测功能之后，则无需再使用基准电压源或限位开关，且降低了需要使用高精度基准电压源应用的成本和复杂性。正常情况下，开环步进驱动器在过载情况下会因为失速而无法进行步长计数；例如，在轴被卡住时。StallGuard可以防止步数丢失，在达到设置的负载值时，让电机停止运行，以保持步数的完整性。这项无传感器技术能够检测多达1024个不同的负载电平，能够持续监测系统，提供高分辨率反馈。
太阳能技术的前景一片光明
随着发挥太阳能影响的技术不断发展和进步，清洁、丰富的太阳能有望逐年呈指数增长。ADI和BrightSource之间的这类合作将对太阳能的推广和（成为主流）应用产生重大影响。
这种合作催生了一种双管齐下的可持续发展方法：ADI通过极其准确、节能的组件提供技术专业知识和系统解决方案；BrightSource提供极为高效和强劲的太阳能来降低人们对化石燃料的依赖。