塔式热发电站聚光镜场特性研究

发布时间：2017-08-31 07:25

  本文关键词：塔式热发电站聚光镜场特性研究

  更多相关文章： 塔式太阳能热发电 定日镜 光斑漂移 镜场聚光能量 镜场设计

【摘要】：随着世界常规能源的日益匮乏、人类对能源需求的不断增加以及全球气候的不断恶化,太阳能以其储量无限、使用清洁以及开发成本低等独特优势受到越来越多的关注和重视。在大规模太阳能热发电系统中,塔式热发电具有较高的工作温度和集热效率,因此成为太阳能发电方式的首选。我国太阳能技术起步较晚,关于塔式热发电系统的研究较少,尚有很多问题亟须开发研究。本文对太阳的运动规律、定日镜场的反射光斑动态漂移特性、聚光镜场能量的分布特性和最佳镜场设计方案等方面进行了研究,具体工作如下：(1)太阳运动规律的研究根据太阳的运动特性,在两分两至日分别对太阳的高度角和方位角进行仿真,分析归纳太阳角度的变化规律。(2)定日镜光斑动态漂移特性的研究首先提出一种基于光学反射原理的定日镜反射光斑中心计算方法,在理想情况下分析不同塔高、不同位置和不同时刻定日镜反射光斑中心点的动态变化规律。考虑跟踪误差对定日镜反射光斑漂移特性的影响,并对矩形全镜场中春分日不同时刻的光斑动态漂移特性进行了仿真计算。(3)全镜场动态能量的研究建立了镜场聚光能量的数学模型,分析了太阳位置、定日镜间距以及塔高对阴影效率的影响,并对矩形镜场在不同时间段进行聚光能量的仿真,进一步研究了相邻定日镜间距、吸热塔高度对镜场平均能量的影响。(4)镜场设计方案的研究基于镜场的设计原则,提出了三种镜场设计方案,通过对三种定日镜场的余弦效率、光斑漂移特性、阴影效率、镜场能量和占地面积进行对比和分析,得出最佳设计方案。仿真结果验证了上述研究的正确性和可行性,为深入研究塔式太阳能热发电技术,实现我国太阳能热发电技术的大力发展奠定了良好的理论基础。
【关键词】：塔式太阳能热发电 定日镜 光斑漂移 镜场聚光能量 镜场设计
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-24
• 1.1 课题研究背景8-12
• 1.1.1 国内外能源现状与环境问题8-9
• 1.1.2 我国太阳能应用前景9-12
• 1.2 太阳能发电的主要方式12
• 1.3 太阳能热发电系统12-19
• 1.3.1 槽式太阳能热发电系统13-14
• 1.3.2 碟式太阳能热发电系统14-15
• 1.3.3 塔式太阳能热发电系统15-18
• 1.3.4 三种热发电系统性能比较18-19
• 1.4 国内外塔式太阳能热发电系统的发展和研究现状19-22
• 1.4.1 国外发展现状19-20
• 1.4.2 国内发展现状20-22
• 1.4.3 塔式热发电站镜场特性的研究现状22
• 1.5 本文的主要研究内容与论文结构22-24
• 第2章 塔式太阳能系统的发电机理与对象模型分析24-33
• 2.1 引言24
• 2.2 太阳运动规律24-26
• 2.2.1 太阳赤纬角24-25
• 2.2.2 太阳高度角、方位角25-26
• 2.3 聚光镜场工作原理26-30
• 2.3.1 定日镜跟踪方式26
• 2.3.2 定日镜追日跟踪模型26-28
• 2.3.3 镜场光学效率28-30
• 2.4 塔顶吸热器30-32
• 2.4.1 分类30-31
• 2.4.2 吸热工质31-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第3章 定日镜光斑动态漂移特性的研究33-43
• 3.1 引言33
• 3.2 定日镜反射光斑动态模型的建立33-34
• 3.3 光斑动态漂移特性仿真与分析34-42
• 3.3.1 塔高对定日镜的光斑漂移特性的影响35-38
• 3.3.2 最小半径对定日镜的光斑漂移特性影响38-39
• 3.3.3 全镜场光斑漂移特性分析39-41
• 3.3.4 跟踪误差对光斑漂移特性的影响41-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第4章 全镜场动态能量的仿真与分析43-53
• 4.1 引言43
• 4.2 聚光镜场能量数学模型的建立43
• 4.3 镜场中阴影损失的计算43-47
• 4.3.1 太阳高度角、方位角对阴影损失的影响44-46
• 4.3.2 定日镜间距对阴影损失的影响46-47
• 4.4 全镜场动态能量仿真47-52
• 4.4.1 两分两至日全镜场能量分布48-51
• 4.4.2 定日镜间距对全镜场能量的影响51-52
• 4.4.3 塔高对全镜场能量的影响52
• 4.5 本章小结52-53
• 第5章 镜场设计方案的比较分析研究53-60
• 5.1 引言53
• 5.2 聚光镜场的设计53-54
• 5.2.1 基本设计要求53
• 5.2.2 镜场设计方案53-54
• 5.3 不同设计方案的镜场效率分析54-59
• 5.3.1 余弦效率分析55
• 5.3.2 光斑溢出分析55-56
• 5.3.3 阴影损失分析56-57
• 5.3.4 镜场能量分析57-58
• 5.3.5 经济性分析58-59
• 5.4 本章小结59-60
• 第6章 总结与展望60-62
• 6.1 本文总结60
• 6.2 研究展望60-62
• 参考文献62-65
• 攻读硕士学位期间取得的学术研究成果65-66
• 致谢66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 黄健毅;牛芳;王瑞;;我国碟式斯特林太阳能发电系统发展前景[J];电气应用;2013年14期

2 丁婷婷;祝雪妹;;塔式系统圆形镜场中余弦效率分布的研究[J];科学技术与工程;2012年31期

3 胡玉超;徐能;刘强;陈康立;;塔式太阳能热发电镜场定日镜清洗装置设计[J];能源研究与管理;2014年04期

4 辛秋霞;卞新高;杨缝缝;;塔式太阳能热发电系统镜场调度方法的研究[J];太阳能学报;2010年03期

5 张宏丽;Daniel Favrat;Xavier Pelet;;塔式大阳能热发电系统定日镜场的设计思考[J];太阳能;2007年11期

6 武君;卢日时;赵欢欢;董爱华;;塔式太阳能热发电吸热器技术进展[J];应用能源技术;2013年02期

，

本文编号：764246