[发明专利]塔式太阳能热发电镜场布置方法及其阴影遮挡效率计算方法

权利要求书

1.一种塔式太阳能热发电镜场布置方法，其特征在于：所述发电厂包括聚光塔和环形的镜场，所述镜场包括若干个以聚光塔为共同圆心的镜圆周，每个镜圆周所包含的定日镜均匀分布于所在圆周线上，单个定日镜独立活动的占地范围均在相同直径的活动圆周内，活动圆周的直径为定日镜的对角线长度加上裕度，活动圆周的圆心位于所在镜圆周的圆周线上；镜场被分为若干个环状分区，在每个环状分区内均包括若干个连续的具有相同数量定日镜的镜圆周，具体的布置方法包括：

A1：先布置第一环状分区第一镜圆周，且第一镜圆周定日镜均以活动圆周邻近相切的布置；

A2：从聚光塔引出若干射线，引出的射线包括通过第一镜圆周内每个定日镜活动圆周圆心的圆心射线和通过相邻活动圆周切点的切点射线；

A3：从里向外顺序的将偶数圈的定日镜布置于所述切点射线上，奇数圈定日镜布置于所述圆心射线上，直到本分区布置结束；

A4：重复步骤A1到A3，按照相同的规则布置外侧的环状分区，直到占满整个镜场为止，并且相邻环状分区邻近镜圆周的间距大于定日镜活动圆周直径。

2.根据权利要求1所述的塔式太阳能热发电镜场布置方法，其特征在于：步骤A3中，每条所述圆心射线和切点射线上的定日镜与位于相邻射线和相邻镜圆周交点上的定日镜均保持活动圆周相切布置。

3.根据权利要求2所述的塔式太阳能热发电镜场布置方法，其特征在于：在步骤A3中，当即将布置同一环状分区最外侧镜圆周时，若所述最外侧镜圆周的定日镜与位于相邻射线和相邻镜圆周交点上的定日镜不能保持活动圆周相切时，即不再布置所述最外侧镜圆周，标志本环状分区布置结束。

4.根据权利要求1-3任一所述的塔式太阳能热发电镜场布置方法，其特征在于：以聚光塔为坐标原点，以东西方向为X轴，南北方向为Y轴，竖直方向为Z轴建立镜场坐标系；在布置每一圈镜圆周时，均先布置满Y轴任一侧的定日镜后，再以轴对称方式布置Y轴另一侧的定日镜。

5.一种定日镜场阴影遮挡效率计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

B1：选定待计算的定日镜为目标镜，并以目标镜的中心为坐标原点，分别以目标镜的横向和纵向为x轴和y轴，垂直于目标镜方向为z轴建立镜面三维坐标系，同时确立以所述x轴为x1轴，以所述y轴为y1轴的镜面二维坐标系；并在所述镜面二维坐标系内选定目标镜的四个角点为各自所在象限的象限点；

B2：确定目标镜的干扰镜，以目标镜同镜圆周和同射线上的相邻定日镜，以及相邻射线和相邻镜圆周交点上的定日镜作为干扰镜；

B3：选定目标镜的任一干扰镜为计算干扰镜，将计算干扰镜中心点和四个角点按照当前时间点太阳光的入射光线方向或当前时间点太阳光的目标镜反射光线的反方向在镜面二维坐标平面上进行投射相交，并分别得到中心交点或角交点；

B4：在镜面二维坐标系内，先计算并判断出计算干扰镜中心交点处于哪个象限，即以该象限的象限点作为标准象限点；然后判断是否有处于目标镜范围内的角交点，如果存在，则用该角交点二维坐标值减去标准象限点二维坐标值，分别对横坐标差值和纵坐标差值求绝对值，得到阴影或遮挡区域的长度与宽度，如果没有处于目标镜范围内的角交点，则判定计算干扰镜对目标镜没有形成遮挡或阴影；

B5：顺序的选定目标镜的余下干扰镜为计算干扰镜，并重复步骤B3-B4，可得到每个干扰镜对目标镜形成的阴影和遮挡范围；然后将目标镜离散为规则的若干网格，并以每个网格中心点代表相应的网格，判断每个网格依次与每个阴影和遮挡范围之间的位置关系；当网格点初次判断被阴影或遮挡，即为失效网格，不再重复判断与其它阴影和遮挡范围之间的位置关系，立即进入下一个网格的判断；最后统计出目标镜被遮挡和阴影的失效网格数，余下网格为有效网格，并将有效网格数除以目标镜的总网格数得到所选定目标镜的遮挡和阴影效率值；

B6：顺序的将镜场中的每一个定日镜均选定为目标镜，并重复步骤B1-B5，其中，每个定日镜的离散化均相同，得到镜场中每个定日镜的阴影遮挡效率。

6.根据权利要求5所述的镜场阴影遮挡效率计算方法，其特征在于：还包括步骤B7，将所有定日镜的阴影遮挡效率值相加，然后除以定日镜的总数，可得到整个镜场的阴影遮挡效率值。