【摘要】：太陽模擬器是太陽熱發(fā)電技術(shù)研究的重要實驗設(shè)備,能夠在短時間內(nèi)模擬出不同季節(jié)、不同地域的太陽光照特性,以滿足各種試驗對不同太陽輻照的要求。太陽模擬器不僅可以應(yīng)用在為試驗提供需要的仿太陽環(huán)境,還可以用于研究集熱系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、和微型太陽熱發(fā)電系統(tǒng)性能的測試等許多領(lǐng)域的研究,為實際建造提供數(shù)據(jù)指導(dǎo),大幅度降低成本,提高成功率,同時還可以用于測試儲熱材料性能的各項試驗中和各種物質(zhì)的高溫和超高溫穩(wěn)定性測試,是一種應(yīng)用范圍廣、研究潛力大的實驗設(shè)備。光學(xué)系統(tǒng)是太陽模擬器的核心組成部分,直接決定著太陽模擬器的復(fù)雜情況、整體性能、應(yīng)用領(lǐng)域等一系列性能參數(shù),是太陽模擬器設(shè)計的重要環(huán)節(jié),光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計包括光源的選用、聚光罩的設(shè)計、支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計、移動機(jī)構(gòu)的設(shè)計、調(diào)燈機(jī)構(gòu)的設(shè)計等多個方面,每一部分的設(shè)計都會直接影響光學(xué)系統(tǒng)的整體性能。太陽模擬器得到的理想光斑應(yīng)該是能量集中、照度均勻性好的穩(wěn)定光斑,而且光斑面積通常是較小的,但是由于模擬器設(shè)備是一個復(fù)雜的合成系統(tǒng),整體尺寸通常很大,并且組成部件多,所以會有很多誤差因素對光斑的性能產(chǎn)生影響。但是在眾多誤差因素中有三個偏差對光斑的影響是最為直接的:其一是單光源系統(tǒng)產(chǎn)生的角度偏差,該偏差不僅會對光斑的形狀產(chǎn)生微小變化,還會改變光斑的位置,而且該偏差主要是由零件機(jī)械加工精度和裝配誤差等因素決定的,一旦完成整體裝配,該誤差便很難得到補(bǔ)償;其余兩個是由光源和聚光罩產(chǎn)生的重合度偏差和傾斜角偏差,此兩個偏差不僅可以通過設(shè)計過程中提高另加加工精度來補(bǔ)償,而且還可以通過調(diào)整機(jī)構(gòu)實現(xiàn)在現(xiàn)場的誤差補(bǔ)償。在設(shè)計過程中,采用理論計算與軟件模擬相結(jié)合的方式分別分析三種誤差對光斑的具體影響情況,分析產(chǎn)生原因,總結(jié)光斑的變化規(guī)律,提出補(bǔ)償方案為太陽模擬器光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計和現(xiàn)場調(diào)整提供指導(dǎo)依據(jù)。
【圖文】：

但是其性能參數(shù)均比較低，需要 100 求的輻照面，例如美國的噴氣推進(jìn)實驗室（JPL）[107.6m 的空間模擬環(huán)境的設(shè)備上，設(shè)計了同軸結(jié)構(gòu)太 2.5KW 的汞-氙燈，輻照面是邊長 3.35m 的正六中葉，伴隨著較大功率氙燈的普及應(yīng)用，，美國的波音結(jié)構(gòu)的 A-7000 大型太陽模擬器[12]，采用的是 37 個直徑為 6.1m 的輻照面。間中心的編號為 NASDA 的太陽模擬器[13~15]主要作模擬器是離軸光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用 163 塊反射原理 的短弧氙燈作為光源，可獲得 1758W/m2的輻照度。士保羅謝勒研究所（Paul Scherrer Institute）[16,17]制造的太陽模擬器，光源采用 3 層布置，水平點(diǎn)燃，可得 11000 個太陽常數(shù)的光斑，該設(shè)備主要被用于超高

聯(lián)邦理工學(xué)院Hirsch D等[20,21]制造出采用200KW的陽模擬器，可得到連續(xù)輻照功率為 75KW，中心位可產(chǎn)生 2900K 的超高溫度區(qū)域。學(xué)的 Kenny S P 等[22~24]利用 1KW 的 28 只汞碘氣體 1.22m×2.44m 的太陽模擬器，如圖 1-2 所示，28 只合行距均是 0.45m，平均輻照度為 1080 W/m2，最大
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM615

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2574229