【摘要】：太陽模擬器是太陽熱發(fā)電技術研究的重要實驗設備,能夠在短時間內模擬出不同季節(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域的研究,為實際建造提供數(shù)據(jù)指導,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的高溫和超高溫穩(wěn)定性測試,是一種應用范圍廣、研究潛力大的實驗設備。光學系統(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雜情況、整體性能、應用領域等一系列性能參數(shù),是太陽模擬器設計的重要環(huán)節(jié),光學系統(tǒng)的設計包括光源的選用、聚光罩的設計、支撐結構的設計、移動機構的設計、調燈機構的設計等多個方面,每一部分的設計都會直接影響光學系統(tǒng)的整體性能。太陽模擬器得到的理想光斑應該是能量集中、照度均勻性好的穩(wěn)定光斑,而且光斑面積通常是較小的,但是由于模擬器設備是一個復雜的合成系統(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計過程中提高另加加工精度來補償,而且還可以通過調整機構實現(xiàn)在現(xiàn)場的誤差補償。在設計過程中,采用理論計算與軟件模擬相結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,總結光斑的變化規(guī)律,提出補償方案為太陽模擬器光學系統(tǒng)設計和現(xiàn)場調整提供指導依據(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實驗室（JPL）[107.6m 的空間模擬環(huán)境的設備上，設計了同軸結構太 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用，，美國的波音結構的 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系統(tǒng)結構，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，水平點燃，可得 11000 個太陽常數(shù)的光斑，該設備主要被用于超高

聯(lián)邦理工學院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
【學位授予單位】：河北科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM615

【參考文獻】

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本文編號：2574229