發(fā)布時間：2021-01-12 01:48

　　太陽能是一種可以廣泛利用的清潔能源,把其輻射能量匯聚起來,可以提高其利用效率。本文針對一種便攜式徑向肋結(jié)構(gòu)反射器展開研究,提出了一種以變形肋支撐薄膜成形的方式,將其用于太陽能的反射匯聚中。該反射系統(tǒng)主要由徑向肋骨架和反射薄膜組成,本文對整個系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析,最終對整個系統(tǒng)進(jìn)行實物驗證。首先,對徑向肋支撐薄膜成形的方式進(jìn)行方案選擇,采用單曲率的類旋轉(zhuǎn)拋物面,替代了傳統(tǒng)的板狀固面形式,可簡化結(jié)構(gòu),降低質(zhì)量。由于反射面由薄膜和徑向肋等簡單構(gòu)件組成,相對于雙曲率反射鏡面加工制造難度降低,從而進(jìn)一步降低方案的實現(xiàn)難度。通過理論計算和軟件數(shù)值仿真,驗證了徑向肋變形可以達(dá)到期望的形狀。其次,根據(jù)設(shè)定的反射面焦徑比,結(jié)合成形方式及等分?jǐn)?shù),詳細(xì)設(shè)計了收攏展開方式、整體的結(jié)構(gòu)尺寸和支撐固定等輔助關(guān)節(jié)。針對受力較大的中心支柱,以最小質(zhì)量和最高強度為優(yōu)化目標(biāo),應(yīng)用軟件,對設(shè)定的軸截面形狀及相關(guān)尺寸進(jìn)行優(yōu)化分析。然后,針對兩種口徑不同等分?jǐn)?shù)的徑向肋結(jié)構(gòu)模型,利用力學(xué)分析和優(yōu)化軟件,對其進(jìn)行不同工況下的聯(lián)合仿真,得到多組最優(yōu)參數(shù)。根據(jù)最優(yōu)參數(shù)建立極限狀態(tài)下反射面的有限元模型,對其進(jìn)行風(fēng)載與重載下的多工況聯(lián)合... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

國家能源局和美國NREL提供的數(shù)據(jù)

2太陽能發(fā)電有多種應(yīng)用形式，大概可以概括為以下幾種方法，如圖 1.2 所示。圖1.2 太陽能發(fā)電技術(shù)直接發(fā)電技術(shù)基本都是采用特定的熱電材料，通過材料受熱產(chǎn)生的電子流轉(zhuǎn)換成電能，其特點就是結(jié)構(gòu)緊湊簡單、發(fā)電穩(wěn)定可靠、無噪音。其缺點也是不能忽視的，熱電材料成本高消耗巨大，同時部分材料在生產(chǎn)過程中污染環(huán)境，產(chǎn)生的電壓又在幾伏到十幾伏。由于該發(fā)電技術(shù)制約因素較多[4]，從長遠(yuǎn)來看光熱發(fā)電優(yōu)勢明顯，符合當(dāng)今環(huán)保高效的主題。根據(jù) NASA 科學(xué)數(shù)據(jù)中心提供的數(shù)據(jù)如表 1.1[5]，以西安（北緯 34°東經(jīng) 108°）為例，太陽輻照度最強的月份是 5~7 月份，即使在最弱的月份 11~1 月中

(a)塔式太陽能發(fā)電系統(tǒng) (b) 槽式太陽能發(fā)電系統(tǒng)(c)菲涅爾式太陽能發(fā)電系統(tǒng) (d)碟式太陽能發(fā)電系統(tǒng)圖1.3 太陽能熱電系統(tǒng)其中塔式系統(tǒng)[7]將多臺定日鏡有序排列，構(gòu)成定日鏡場，太陽光照射到定日鏡后，反射匯聚到中心塔頂?shù)母邷亟邮掌魃希鐖D 1.3（a）。由于定日鏡較遠(yuǎn)的焦距，對精度要求的比較高，大部分情況下表面弧度控制在 0.1 毫弧度～2 毫弧度之間，所以對于單塊面積較大的定日鏡加工難度要高很多。槽式太陽能集熱器稱為拋物槽面收集器(PTC)[8-10]，其鏡面形狀是拋物柱面，使用鏡面將太陽光聚焦到集熱管[11]上，如圖 1.3（b）。鏡面的形狀精度決定了匯聚比


本文編號：2971893