塔式太陽能熱發(fā)電站鏡場建模研究

2.19萬字 62頁 原創(chuàng)作品，通過查重系統(tǒng)


摘 要
在全球能源形勢日趨緊張的今天，尋求清潔、高效的新型能源發(fā)電方式是一項十分重要的工作。
塔式太陽能熱發(fā)電是近年來最受關(guān)注的太陽能熱發(fā)電形式。而定日鏡場是塔式電站最主要的組成部分，定日鏡場效率和能流密度受鏡場中定日鏡的鏡面材質(zhì)、定日鏡位置、定日鏡間相互影響、吸熱器選型、吸熱器工質(zhì)、日照條件等多種因素影響。對鏡場及鏡場效率建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，有利于對太陽能進(jìn)行更有效的利用，是分析和研究塔式太陽能熱發(fā)電的基礎(chǔ)和重要工作。
本論文以塔式太陽能熱發(fā)電站定日鏡場為研究對象，對定日鏡場的效率和能流密度進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，并通過MATLAB進(jìn)行了仿真驗證，仿真結(jié)果證明所建模型正確。
主要的研究內(nèi)容如下：
(1) 結(jié)合幾何光學(xué)及太陽輻射原理的特點，分析了太陽高度角和太陽方位角隨時間和季節(jié)的基本變化規(guī)律，建立了太陽直射輻射模型，并對其規(guī)律進(jìn)行討論；
(2)介紹定日鏡場效率模型的計算方法，并通過MATLAB對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了仿真，根據(jù)定日鏡場效率中余弦效率、有效利用率等相關(guān)影響因素，討論了定日鏡場效率的變化規(guī)律；
(3)通過推導(dǎo)鏡場坐標(biāo)系變換矩陣，對定日鏡場反射光線方向向量及鏡面坐標(biāo)進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，使用光線追跡法對太陽光線進(jìn)行追蹤，通過MATLAB對太陽輻射模型進(jìn)行相關(guān)計算，討論了鏡場的能流密度分布情況并分析其影響因素。



關(guān)鍵詞：太陽能；塔式；鏡場效率；光線追跡；MATLAB