塔式定日鏡受風(fēng)載荷和跟蹤誤差影響的聚光效率特性研究.pdf

1、定日鏡是一種由反射鏡、支撐結(jié)構(gòu)、傳動系統(tǒng)和跟蹤控制系統(tǒng)組成的塔式太陽能熱發(fā)電聚光裝置。在定日鏡跟蹤太陽的過程中，其聚光效率受很多因素的影響，在定日鏡對太陽進(jìn)行實時跟蹤并聚集能量時，風(fēng)載荷使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形且跟蹤誤差的存在使結(jié)構(gòu)有跟蹤位置偏差，都會在聚集太陽輻射能時產(chǎn)生損失。但風(fēng)載荷和跟蹤誤差對其的影響很少有文獻(xiàn)討論，為提高塔式發(fā)電系統(tǒng)的效率，研究風(fēng)載荷和跟蹤誤差對定日鏡聚光效率的影響顯得尤為重要。
　　首先應(yīng)用計算流體力學(xué)的基本知識分

2、析了風(fēng)載荷在夏至日對定日鏡跟蹤過程的作用規(guī)律，并建立CFD模型；利用FLUENT軟件對模型進(jìn)行求解以獲得定日鏡鏡面上每個小區(qū)域的風(fēng)載荷值和定日鏡鏡面所受風(fēng)載荷的分布規(guī)律。
　　其次對滿足強(qiáng)度和剛度要求設(shè)計的定日鏡結(jié)構(gòu)利用ABAQUS軟件進(jìn)行有限元分析，獲得變形鏡面的應(yīng)力/位移圖，知受風(fēng)載荷影響的定日鏡結(jié)構(gòu)的變形較大的地方主要集中在定日鏡面接近地面的地方。
　　再者經(jīng)上述分析過程后獲取的是受風(fēng)載荷和跟蹤誤差兩種因素影響下定日鏡

3、的鏡面變形點坐標(biāo)，利用 B樣條曲面插值法對變形點進(jìn)行曲面重構(gòu)；通過數(shù)值差分法求取變形點的法矢量，并結(jié)合入射光線矢量獲得反射光線的路徑方程；判斷反射光線與接收器的位置關(guān)系以獲得反射光線的損失量，進(jìn)而獲得定日鏡面的聚光效率。
　　最后分析了兩種影響因素對定日鏡聚光效率的影響規(guī)律，結(jié)果表明：風(fēng)載荷對定日鏡聚光有較大影響，在方位角和俯仰角的影響下，風(fēng)載荷引起的聚光損失在夏至日的13:00-16:00時段可達(dá)10％以上；跟蹤誤差對定日鏡聚光