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郭明煥博士:太陽能定日鏡幾何誤差定日鏡的一般方位

   2013-09-11 世紀新能源網17020
核心提示:2013年8月12日至14日,由中國可再生能源學會、中國工程熱物理學會及科技部高新技術發展及產業化司聯合主辦,中國科學院電工研究所、
2013年8月12日至14日,由中國可再生能源學會、中國工程熱物理學會及科技部高新技術發展及產業化司聯合主辦,中國科學院電工研究所、國家太陽能光熱產業技術創新戰略聯盟承辦,國際太陽能熱發電和熱化學組織、海南省可再生能源協會、首航節能光熱技術股份有限公司和皇明太陽能股份有限公司協辦的“第七屆太陽能熱發電技術三亞國際論壇”在海南省三亞市隆重召開。本屆論壇部分代表的發言內容和觀點總結如下:
 
主要介紹了帶幾何誤差定日鏡的一般方位-俯仰跟蹤公式及其性質。定日鏡的4種典型雙軸跟蹤方式是,固定軸指向目標位置的自旋-俯仰跟蹤、固定軸豎直向上的方位-俯仰跟蹤、固定軸水平放置的俯仰-傾斜跟蹤,以及極軸式跟蹤。自旋-俯仰跟蹤適合于與糾像差的非球面結合,提高平均聚光性能,跟蹤結構的成本較高,不適合大規模應用。方位-俯仰跟蹤是應用最為廣泛的定日鏡雙軸跟蹤方式。俯仰-傾斜雙軸跟蹤方式,有利于布置較為緊密的定日鏡場,提高地面利用率,澳大利亞國家太陽能研究中心的兩個塔式系統,采用的就是俯仰-傾斜雙軸跟蹤方式。極軸式跟蹤只適用于單個定日鏡應用,不適合用于塔式電站的定日鏡場。

方位-俯仰跟蹤定日鏡的典型幾何誤差有鏡面偏心距,立柱傾斜的方位角和偏角,兩個旋轉軸的非正交偏角,鏡面平面相對俯仰軸的不平行偏角,兩個旋轉軸的零位誤差(角度),即1個距離誤差參數和6個角度誤差參數。

報告首先針對定日鏡的鏡面偏心距,給出了精確的入射角修正因子,解析表達式可通過求解4次代數方程組得到。為了計算的簡潔和方便,又給出了高精度近似解,其精度與理論解幾乎無差異,進而給出了定日鏡鏡面中心準確法向量的表達式。在把鏡面中心定義為定日鏡旋轉中心(2個旋轉軸的交點)在鏡面平面上的垂直投影的前提下,鏡面中心的法向總與旋轉中心到鏡面中心的連線共線,與具體的雙軸跟蹤方式無關。

有了鏡面中心的準確法向,再經過對應于6個角度誤差參數的一系列坐標旋轉變換,就可以導出含鏡面偏心距和其他典型幾何誤差參數定日鏡的一般方位-俯仰跟蹤角度公式。報告中,給出了經過整理和簡化后的完整方位-俯仰跟蹤角度公式,只涉及若干步簡單的數學計算。

報告還介紹了該一般方位-俯仰跟蹤角度公式的一些重要的參數性質。最后,報告人還列舉了國際同行對相關工作的認可評價。(供稿:國家太陽能光熱產業技術創新戰略聯盟)
 
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