点、线耦合聚焦复合菲涅尔反射式太阳能集热转换

点、线耦合聚焦复合菲涅尔反射式太阳能集热转换

基于点、线耦合聚焦的二次反射塔式太阳能集热器主要由线菲定日镜场、二次聚光镜和螺旋管圆锥形腔体吸收器组成,太阳直射辐射经线菲定日镜反射至塔顶的二次聚光镜,再被反射至位于地面的腔体吸收器内被吸收并转换为热能加热工

系统特点

1、构建点线耦合聚焦集热系统,阐明该系统的聚光原理以及线菲定日镜、二次聚焦反射镜,以及腔体接收器的几何光学结构。

2、充分考虑太阳张角、反射过程中的光学表面误差等因素对光能传输过程的影响,建立基于monte Carlo算法的点线耦合聚焦系统的光学分析模型。

3、通过与传统二次反射塔式系统的对比研究,明确了点线耦合聚焦集热系统在聚光性能与光学效率方面的独特性。建立了两种点线耦合聚焦集热系统的光热转换分析模型,分别为基于多参数的热迁移因子理论一维分析模型以及基于光热耦合的三维分析模型

4、明确了镜场余弦效率、大气透过率、相邻子镜的阴影与遮挡损失、相邻线菲定日镜的阴影与遮挡损失、二次反射镜的阴影影晌,以及接收器的溢出损失在镜场中的分布规律。基于该规律,采用人工智能算法与太阳花盘仿生排布耦合方法获得了最优的镜场排布结构。

中心成果《点、线耦合聚焦反射式菲涅尔式聚光集热原理》在上海晶电(江苏鑫晨)应用实施在日肃玉门建设了全球首个50MW二次反射式太阳能电站。