金属板材太阳能槽式反射镜的弹性近似加工工艺及模型

目前市面上的槽式太阳能热发电所采用的槽式聚光集热装置多用玻璃或多层复合材料通过模具加工制造,加工制作工艺复杂、造价高。基于弹性力学基本原理,提出了一种加工槽式聚光集热器抛物面反射镜的创新方法。通过对金属板材施加几个作用力,把它加工成一个抛物面式的太阳能槽式反射镜。在具有高反射率的镜面型金属板材(如镜面不锈钢板)两端向中间方向施加一对大小相同、方向相反的力,根据弹性力学原理,平板将被弯曲成柱形曲面,此柱形曲面和聚焦所需要的抛物面误差还比较大,用于光线的反射聚焦时不会产生明显的焦点,所以尚不能满足高质量聚光器的要求。必须再在板材上施加两个附加力(边缘扭转力和压紧力),经过力学原理分析计算,可确定两个附加外力的最佳方向、最优值和最佳施力点。本加工工艺可在不需要模具的情况下以平板的弹性变形加工成高精度的拋物面,其最大聚光比ρ可以达到115(市场上的聚光器一般为90左右),此外,加工成本比模具加工法降低30%以上,具有良好的经济性,能在低成本情况下较大幅度地提高槽式反射镜的聚光比,提高能量品质,提高太阳能的利用率。

多排槽式反射镜风压分布及干扰研究

为研究多排槽式反射镜不同位置处的风荷载特性及其互相干扰,对单个反射镜及多排反射镜进行缩尺为1/40的刚性模型测压试验,试验变量为测压模型的风攻角、风向角以及其在群镜中的位置。首先测得各工况下镜面的风压分布数据,绘制镜面风压系数等值线图和反射镜力系数变化曲线,然后分析了反射镜互相干扰对镜面风荷载的影响。研究表明:中间列首排反射镜所受风荷载最大,其阻力系数是单镜的2倍,中间列其余排反射镜阻力系数为单镜的30%~70%;边缘列首排反射镜阻力系数为单镜的1.88倍,其余各排在单镜的1.20倍以上;建议将镜场分为4类区域分别进行结构设计。

太阳能槽式聚光反射镜自动跟踪装置

在分析太阳运行规律的基础上,提出一种太阳跟踪的新方案。描述了槽式聚光反射镜自动跟踪装置的机械结构及跟踪控制的原理、方法,给出具体应用实例。槽式聚光装置的应用前景十分广泛,可用于太阳能制冷、供暖、海水淡化等各种生产、生活领域。

大型槽式太阳能反射镜面摄影测量方法

大型槽式太阳能反射镜面尺寸大,对测量精度要求高,需要高精度的测量方法完成对其面形的三维重构。为了提高反射镜面形检测的精度和效率,提出并实现了一种基于大尺寸摄影测量技术的大型槽式太阳能反射镜面检测方法。针对大型槽式太阳能反射镜面,该方法首先利用凸包检测法筛选不共线的像点对,然后利用五点相对定向方法求解相机相对外参数以及利用光束平差方法对测量点的三维坐标进行优化迭代,最后将测量点拟合的抛物曲面的信息和反射镜的设计参数进行对比分析,从而完成大型槽式太阳能反射镜面的面形检测。利用该方法在尺寸为12.0m×5.7m×1.4m的槽式太阳能反射镜上进行测量实验,结果表明反射镜上的测量点的均方根误差不超过0.033mm,拟合曲面的z轴误差平均值和标准差分别为1.050mm和1.466mm,这些数据可以满足大型太阳能反射镜面形检测精度的要求,验证了摄影测量方法的可行性。