發(fā)布時(shí)間：2021-04-21 02:35

　　利用光線追跡的方法,考慮太陽形狀、余弦損失、陰影及遮擋損失的影響,建立線性菲涅耳反射聚光器（LFR）的三維光學(xué)幾何模型,給出其光斑能流密度分布的計(jì)算式,采用Matlab編程實(shí)現(xiàn)該算法。將計(jì)算結(jié)果與美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）開發(fā)的SolTrace軟件仿真結(jié)果相對比,光斑能流密度分布曲線基本吻合,證明了本算法的正確性。參照塔式聚光場光學(xué)效率的計(jì)算方法,給出了LFR聚光場光學(xué)效率的計(jì)算公式,以及一天內(nèi)各個(gè)時(shí)刻、一年內(nèi)各月份平均光學(xué)效率的計(jì)算實(shí)例。并對線性菲涅耳聚光場結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析優(yōu)化,包括反射鏡面型、聚光場布置方向、布置范圍、CPC（復(fù)合拋物面聚光器）二次反射鏡等。分析結(jié)果表明,圓柱面反射鏡與拋物柱面反射鏡的光斑能流密度分布幾乎相同,但圓柱面反射鏡加工成本較低,LFR聚光器適合采用圓面柱形反射鏡；東西向布置聚光場會(huì)出現(xiàn)縱向端部效應(yīng),且光斑中心偏移量較大,但一年內(nèi)各月平均光學(xué)效率較穩(wěn)定；聚光場年平均光學(xué)效率基本不隨其布置方向變化。提出一種新型LFR聚光場,東西向單側(cè)布置聚光場,聚光場沿東西方向布置在線性接收塔的北側(cè),反射鏡采用非等間距布置的圓柱面反射鏡,半徑隨分布位置變化,接收器開口向... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 聚光型太陽熱發(fā)電（CSP）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 線性菲涅耳反射（LFR）聚光器研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 LFR聚光器的三維光學(xué)幾何模型
    2.1 太陽形狀模型及太陽位置的計(jì)算
        2.1.1 太陽形狀模型
        2.1.2 太陽位置的計(jì)算
    2.2 聚光場幾何模型
        2.2.1 考慮太陽張角的入射光線方程
        2.2.2 反射鏡跟蹤傾角的計(jì)算
        2.2.3 反射光線方程及焦平面上入射點(diǎn)的計(jì)算
    2.3 陰影與遮擋的影響
    2.4 小結(jié)
第三章 聚焦光斑能流密度分布的計(jì)算
    3.1 聚焦光斑能流密度分布計(jì)算的研究現(xiàn)狀
    3.2 能流密度空間分布的計(jì)算
        3.2.1 太陽形狀的日盤網(wǎng)格劃分
        3.2.2 聚光場網(wǎng)格劃分
        3.2.3 Monte Carlo光線追跡算法的實(shí)現(xiàn)
        3.2.4 能流密度空間分布的計(jì)算公式
    3.3 數(shù)學(xué)模型的驗(yàn)證及結(jié)果分析
        3.3.1 SolTrace軟件
        3.3.2 數(shù)學(xué)模型的驗(yàn)證
        3.3.3 結(jié)果分析
    3.4 小結(jié)
第四章 聚光場光學(xué)效率及結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    4.1 聚光場光學(xué)效率的理論計(jì)算
        4.1.1 LFR聚光場光學(xué)效率的計(jì)算模型
        4.1.2 LFR聚光場光學(xué)效率的計(jì)算實(shí)例
    4.2 反射鏡面型的影響
        4.2.1 圓柱面反射鏡及拋物柱面反射鏡的參數(shù)方程
        4.2.2 平面、圓柱面及拋物面反射鏡聚焦光斑能流密度分布對比
    4.3 聚光場布置方向及范圍的影響
        4.3.1 東西方向布置聚光場的光斑能流密度分析
        4.3.2 南北方向布置聚光場的光斑能流密度分析
        4.3.3 聚光場布置方向?qū)鈱W(xué)效率的影響
        4.3.4 聚光場布置范圍的設(shè)計(jì)
    4.4 CPC型接收器的設(shè)計(jì)
        4.4.1 CPC結(jié)構(gòu)及聚光原理
        4.4.2 CPC二次聚光器的設(shè)計(jì)
    4.5 一種新型LFR聚光場布置方案
    4.6 小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
發(fā)表和待發(fā)表論文及申請專利目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]SOLTRACE入門與應(yīng)用[J]. 杜春旭,郭麗軍,王普,吳玉庭,馬重芳.  太陽能. 2011(21)
[2]菲涅耳太陽能聚光系統(tǒng)跟蹤傾角的矢量算法[J]. 杜春旭,王普,馬重芳,吳玉庭.  太陽能學(xué)報(bào). 2011(06)
[3]線聚光菲涅耳集熱器的端部損失與補(bǔ)償[J]. 浦紹選,夏朝鳳.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2011(S1)
[4]關(guān)于管狀CPC縫隙的相關(guān)問題的分析[J]. 余雷,王軍,張耀明.  太陽能學(xué)報(bào). 2011(02)
[5]塔式電站定日鏡場布置范圍的理論分析[J]. 張宏麗,王志峰.  太陽能學(xué)報(bào). 2011(01)
[6]線性菲涅耳聚光系統(tǒng)無遮擋鏡場布置的光學(xué)幾何方法[J]. 杜春旭,王普,馬重芳,吳玉庭.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2010(11)
[7]線性菲涅耳太陽能聚光系統(tǒng)[J]. 杜春旭,王普,馬重芳,吳玉庭,申少青.  能源研究與管理. 2010(03)
[8]聚光太陽能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用與前景[J]. 陳于平.  電網(wǎng)與清潔能源. 2010(07)
[9]一種高精度太陽位置算法[J]. 杜春旭,王普,馬重芳,吳玉庭,申少青.  能源工程. 2010(02)
[10]二次反射聚光分頻光伏系統(tǒng)的三維光學(xué)模型[J]. 江守利,陳則韶,胡芃,莫松平.  太陽能學(xué)報(bào). 2009(09)

博士論文
[1]反射聚光利用太陽能的基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 江守利.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[2]太陽能聚光器聚焦光斑能流密度分布的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉穎.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008

碩士論文
[1]線性菲涅爾反射式太陽能集熱系統(tǒng)研究[D]. 宋固.山東大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3150881