风载荷对抛物槽式聚光器聚光性能的影响研究

基于COMSOL软件对抛物槽式聚光器在自然风作用下导致的变形及其导致的聚光损失进行研究。通过不同风速、加速度、聚光器姿态条件下的射线光学-流体力学-固体力学多物理场耦合非稳态数值模拟,得到以下主要结论:1)聚光器最大水平变形随风速增大呈指数规律增大。当极限风速为14 m/s时,聚光器达到最大水平变形为5.52 mm,聚光损失为23.34%。2)在有加速度的自然风条件下,聚光器最大水平变形与聚光损失均相对于稳定风速条件下显著增大,当加速度分别为0和10 m/s^(2)时,聚光器最大水平变形与聚光损失分别为2.85和5.34 mm、10.02%和20.17%。3)对于不同聚光器姿态,当方位角θ=0°时,聚光器最大水平变形与聚光损失均达到最大值,分别为26.96 mm与47.41%。

抛物槽式光伏聚光器光学特性分析及优化方法研究

根据光学特性,建立抛物槽式聚光器的光学模型,分析焦距、几何聚光比、开口宽度和跟踪误差等参数对聚光特性的影响规律。在此基础上,建立光学特性优化数学模型并将粒子群优化算法和蒙特卡洛法相结合,提出给定几何聚光比和跟踪误差情形下的光学参数的优化设计方法。计算结果表明,当抛物槽边缘半角为45°时,光斑偏移量最小。

基于吸热管反射成像法测量抛物槽式太阳能聚光器的面形误差

为提高抛物槽式太阳能聚光器的聚光效率,需要对聚光器的整体面形进行检测和调整。提出采用吸热管反射成像法检测槽式聚光器各子镜的安装位置及倾斜角度,进而获得聚光器的整体面形信息。通过测量相机与被测聚光器的相对位置,可计算吸热管在待检测子镜中的成像位置及形状,并推导了吸热管在聚光器中的理论成像位置计算公式。进行了吸热管反射成像法检测槽式聚光器面形的实验。通过调整聚光器子镜的安装位置和倾斜角度,使吸热管在子镜中的实际成像位置与理论位置重合,验证了检测方法的正确性和可行性。

槽式太阳集热器焦线能流分布的计算

根据槽式聚光器的几何光学特性,提出采用Origin软件计算槽式太阳能聚光器焦面能流密度分布的一种新方法。以抛物槽式聚光器的平面焦线为例详细介绍该计算方法的步骤,并将计算结果与实测结果进行对比,两者吻合较好,证明该计算方法的可行性和正确性。该计算方法函数关系较为简单明确,无需编程,计算量少,计算速度快,且适用于任意面型的槽式聚光器和线性接收器,可为槽式太阳能聚光系统的优化设计提供参考。

槽式太阳能聚光器焦面能流密度分布的频数统计分析

提出了计算槽式太阳能聚光器焦面能流密度分布的一种新方法。根据抛物槽式聚光器(PTC)的几何光学特性,给出了入射光线在接收平面上(沿宽度方向)的入射点坐标计算公式,将太阳的圆盘模型(Buie模型)改写成轴对称的线性模型,采用Origin软件中的频数统计工具对平面焦线的能流密度分布进行了计算,并利用CCD工业相机进行了实测实验。该计算方法函数关系较为简单明确,无需编程,计算量少,且适用于任意面型的槽式聚光器和线性接收器,可为槽式太阳能聚光系统的优化设计提供参考。