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面向塔式太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)的柔性定日鏡設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間:2020-12-05 00:15
  太陽(yáng)能是一種重要的清潔、可再生能源。塔式太陽(yáng)能技術(shù)運(yùn)用聚光系統(tǒng)收集匯聚太陽(yáng)光熱能,在發(fā)電、化工、燃料制備等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。聚光系統(tǒng)是塔式太陽(yáng)能技術(shù)的關(guān)鍵組成部分,占總成本40-50%,目前存在著定日鏡面形精度低,導(dǎo)致較大的光溢出損耗與吸熱損耗的問(wèn)題,阻礙了能量轉(zhuǎn)化效率的提高。論文圍繞上述問(wèn)題,研究面向塔式太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)的低成本、高性能柔性定日鏡的設(shè)計(jì)方法。論文通過(guò)對(duì)塔式太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行分析,得到定日鏡的理想反射面形為自適應(yīng)的離軸拋物面面形,并建立了面形關(guān)于太陽(yáng)入射角、定日鏡位置的參數(shù)方程;诨鶢柣舴蚱桨謇碚撎岢鲆环N離軸拋物面的柔性平板機(jī)構(gòu)成形方法,該方法的特點(diǎn)為對(duì)平板的二維剛度分布進(jìn)行了構(gòu)造設(shè)計(jì),使得在方形平板角上施加簡(jiǎn)單的集中式彎矩即可實(shí)現(xiàn)不同參數(shù)的離軸拋物面的面形,通過(guò)仿真與實(shí)驗(yàn)對(duì)該方法的可行性進(jìn)行了驗(yàn)證。為以較低成本提升塔式太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)的聚光性能,提出實(shí)現(xiàn)柔性定日鏡關(guān)于其位置的面形優(yōu)化,建立定日鏡機(jī)械-光學(xué)耦合的數(shù)值模型,以年平均光學(xué)效率為指標(biāo),牛頓迭代法為算法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)果顯示,在100m×200m的范圍內(nèi)定日鏡平均面形法線誤差為0.453mr... 

【文章來(lái)源】:清華大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】:123 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】:博士

【部分圖文】:

面向塔式太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)的柔性定日鏡設(shè)計(jì)


全球可再生能源投資趨勢(shì)(2004-2012年,單位十億美元)

可再生能源,平均年,增長(zhǎng)速率


圖 1.2 各類可再生能源的平均年增長(zhǎng)速率(2007-2012 年)[6據(jù)聚光方式的不同,太陽(yáng)能光熱技術(shù)可以分為塔式、槽式、碟式等種類[11],如表 1.1 所示。其中,槽式技術(shù)最為成熟,于上世紀(jì) 80 年代,但其聚光比、溫度等參數(shù)較低,因此發(fā)式與線性菲涅耳式技術(shù)目前處于商業(yè)化示范項(xiàng)目階段,應(yīng)用數(shù)術(shù)由于成本過(guò)高仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。在現(xiàn)有光熱技術(shù)中

太陽(yáng)能電站,西班牙


(a)塔式太陽(yáng)能電站Gemasolar,西班牙[14]


本文編號(hào):2898505

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