塔式太阳能热发电系统聚焦光斑能流密度测量方法研究

【摘要】：在塔式太阳能热发电系统中,聚焦光斑能流密度的分布是一项重要参数。它的测量对吸热器和定日镜场的性能评估及系统安全监控有重要作用。能流密度的连续测量可以促进吸热器的高效运行和定日镜的定点控制。对于给定的吸热器,系统的优化程度取决于最佳接收位置和能流分布的均匀性,这些参数是通过修改定日镜的跟踪参数和反射面曲率来改变的。接收面上的能流分布的优化可以最大限度地增加吸热器输入功率,降低吸热器上的能流密度峰值,从而减小热压力和可能的破坏。本课题的研究目的是在国内外理论与实践的基础上对塔式太阳能热发电系统中的聚焦光斑能流密度分布的测量方法进行研究,设计一套可用于商业太阳能电站吸热器表面能流密度测量的系统。完成的主要工作如下:1.了解了太阳能热发电系统的研究现状及已有的各种能流密度测量方法。2.对基于“PHLUX”法的新型能流密度间接测量法进行了原理论证和公式推导,并以其为基础进行了matlab程序的编写,得到了可以对输入图形和数据进行处理并输出光斑的能流密度分布相关信息的GUI界面。3.计算了不同聚光比和漫反射板反射率条件下所需的最佳中性密度滤光片衰减比,进行了中性密度衰减片的产品调研。4.进行了实验研究,得到了近球面反射镜聚焦光斑能流密度分布的测量结果。根据光学模型计算了所测量的光斑能量的理论值,其中定日镜上光线的入射角通过使用全站仪测量得到。以光斑能量的理论计算值为参考,根据测量值与其的偏差评价了该测量方法的不确定度。5.通过实验比较了三种不同材料和价格的漫反射板的反射特性,为将来的漫反射材料选择提供了参考。6.从理论公式出发,分析了所研究测量方法的各种可能的不确定度因素,并提出了部分解决方案。 【关键词】：测量 测量误差 能流密度测量 聚焦光斑 太阳能热发电
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.2 太阳能热发电的主要形式12-17
• 1.3 塔式太阳能热发电系统17-22
• 1.3.1 塔式电站的吸热器17-20
• 1.3.2 塔式电站的定日镜20
• 1.3.3 塔式太阳能热发电的现状20-22
• 1.4 本研究的内容与论文结构22-23
• 第2章 塔式太阳能热发电系统聚焦光斑能流密度测量的方法23-37
• 2.1 直接测量法24-27
• 2.2 间接测量法27-33
• 2.2.1 使用移动靶和CCD相机的测量方法27-29
• 2.2.2 外露式吸热器的CCD相机测量法29-30
• 2.2.3 静止条形靶法30-31
• 2.2.4 PHLUX成像法31-32
• 2.2.5 红外相机法32-33
• 2.3 实验支撑的仿真计算法33-35
• 2.4 我国的聚焦光斑能流密度测量研究35
• 2.5 各种测量方法的比较35-36
• 2.6 本章小结36-37
• 第3章 基于“PHLUX”法的间接测量法研究37-45
• 3.1 原理介绍与理论推导37-40
• 3.2 衰减比计算40-42
• 3.3 能流密度测量系统软件部分42-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第4章 实验研究和不确定度分析45-65
• 4.1 能流密度测量结果与光斑特性分析45-48
• 4.2 系统重复性48-49
• 4.3 测量结果与理论计算结果的比较49-52
• 4.4 三种漫反射板的比较实验52-60
• 4.5 测量结果不确定度分析60-64
• 4.5.1 相机测量误差引起的不确定度60-61
• 4.5.2 DNI测量不确定度和漫反射靶反射率的误差61
• 4.5.3 太阳发散角的不确定度61-63
• 4.5.4 中性密度滤光片衰减比的不确定度63-64
• 4.6 本章小结64-65
• 第5章 总结与展望65-67
• 5.1 总结65-66
• 5.2 展望66-67
• 参考文献67-71
• 在学期间学术成果情况71-73
• 指导教师及作者简介73-74
• 致谢74-75

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

电磁场中的能流密度    石燕飞 ,洪正滨

能流密度的微分矢量式及其应用    陈秀武,孔繁庭

高频电磁波的能流密度    梁衡山

电磁波平均能流密度关系的推导    陈秀武

论驻波的能量密度和能流密度    董连芝;王宝昌;李玮;

对能流密度的探讨    章湘平

运动电容器的能流密度    曹勇

倏逝波及其能流密度研究    昝会萍;谷同凯;张引科;

磁荷的多极辐射场强和能流密度    王强;王亚辉;

电磁能流密度和能量密度的相对论变换    杨为民

氖中强冲击波作为高温辐射光源研究    洪延姬;谭华;胡金彪;

电子撞击电离产生的火星背阳面电离层    张艺腾;李磊;

塔式太阳能热发电系统聚焦光斑能流密度测量方法研究    魏素