塔式光聚热能流测试及光斑质量分析系统研究

作     者：李安妮 

作者单位：西安理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵跃

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：塔式光聚热发电系统 定日镜 反射光斑 能流密度计算 能流密度测量 

摘      要：定日镜是塔式光聚热发电系统中一个很重要的部件,它是将太阳辐射聚集到高塔顶部吸热器上的能量聚集装置,定日镜的面型和聚光性能会决定它反射太阳光的位置及光斑的形态,所以评价定日镜的面型和聚光性能非常重要。现有评价定日镜面型和聚光性能的方法存在各种各样的问题而没有被大规模的应用,因此,迫切需要一种性价比较高的方法来评价定日镜的面型和聚光性能。定日镜反射光斑的能流密度分布是定日镜面型和聚光性能的直接体现,所以本文提出一种通过对比理论与实测光斑能流密度分布的方法来进行定日镜面型和聚光性能的评价。首先,以现有光斑能流密度的计算方法为基础进行进一步研究,介绍了太阳光发散性的形成原因和太阳形状模型,在太阳光线是非平行光的情况下建立定日镜在接收靶表面的光斑成像和能流密度分布模型;然后,在现有测量方法的基础上,取长补短地提出一套CCD相机结合热流传感器的综合测量系统并进行实验,用CCD相机获得光斑的亮度分布信息,用基于太阳能电池的工作原理设计的热流传感器获得光斑能流密度的参考值,将两个结果进行处理获得实测光斑的能流密度分布;最后,将测量得到的光斑能流密度分布与理论计算的能流密度分布模型进行对比分析,结果表明该测量系统的精度在要求范围内,也即可以通过该方法来评价定日镜的面型和聚光性能。评价定日镜的面型和聚光性能可以为矫正定日镜提供一定依据,并为后续进行定日镜瞄准点优化奠定基础,相信本研究会对我国塔式光热电站的发展起到一定的推进作用。