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.pdf

1、太陽能聚光器聚焦光斑能流密度分布的理論與測(cè)試技術(shù)研究對(duì)最優(yōu)化系統(tǒng)效率起到關(guān)鍵作用，為了使接收面上的太陽能流密度得到重新分配，需要在考慮多種因素的基礎(chǔ)上研究它的理論模型，另外在理論分析的基礎(chǔ)上，能流密度分布的測(cè)量在實(shí)際應(yīng)用中也具有重要意義。
　　本課題的研究目的是對(duì)拋物面聚光器聚焦光斑能流密度分布進(jìn)行理論計(jì)算，同時(shí)考慮多種因素的影響；另外在吸收國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，結(jié)合我國太陽能技術(shù)研究的需求，研制一套旋轉(zhuǎn)拋物面聚光器聚焦光斑能流

2、密度分布測(cè)試系統(tǒng)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。具體說來，本文主要完成了以下幾方面的研究工作：
　　1.拋物面聚光器聚焦光斑能流密度分布的MonteCarlo估計(jì)。對(duì)聚光系統(tǒng)進(jìn)行光路分析，并對(duì)接收面的能流密度分布進(jìn)行計(jì)算，更全面地考慮了影響能流密度分布的主要因素，使計(jì)算模型更加接近于實(shí)際情況，并且分析了各項(xiàng)因素對(duì)能流密度分布的影響；以MonteCarlo方法為基礎(chǔ)，提出了旋轉(zhuǎn)拋物面聚光器的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，考慮了粘貼小平面鏡片后的縫隙面積損失，得出

3、鏡片在徑向和周向上的最佳數(shù)目，為該種面型聚光器的制作提供依據(jù)。
　　2.拋物面聚光器聚焦光斑能流密度分布的有限元分析。結(jié)合聚光系統(tǒng)的光學(xué)特性采用有限元法對(duì)旋轉(zhuǎn)拋物面聚光器和拋物柱面聚光器聚焦光斑能流密度分布進(jìn)行計(jì)算，通過與MonteCarlo法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了該方法的正確性；為了證明該方法的通用性，又對(duì)半球形接收器和圓柱形接收器進(jìn)行實(shí)例計(jì)算，對(duì)于其它面型聚光器和其它形狀接收器，只要改變網(wǎng)格剖分方法，就可以實(shí)現(xiàn)聚焦光斑能流密

4、度分布的計(jì)算，因此有限元分析方法不但克服了以往算法通用性差的不足，而且為能流密度分布的計(jì)算提供了一條新思路。
　　3.旋轉(zhuǎn)拋物面聚光器聚焦光斑能流密度分布測(cè)量裝置的研制。采用基于CCD相機(jī)和朗伯靶的間接方法，研制一套點(diǎn)聚焦聚光設(shè)備的能流密度分布測(cè)量裝置。對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，并研究了接收面上能流密度和測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)的標(biāo)定方法，同時(shí)對(duì)CCD相機(jī)的非線性和非均勻性進(jìn)行校正。
　　4.旋轉(zhuǎn)拋物面聚光器聚焦光斑能流密度分布的實(shí)驗(yàn)研究。利