[发明专利]一种塔式太阳能热发电追日分析系统

摘要

一种塔式太阳能热发电追日分析系统，包括太阳光线轨迹分析子模块和定日镜姿态分析子模块，太阳光线轨迹分析子模块根据具体日期地点信息计算获得该观测点的日出日落时间、该天任意时刻时段的太阳入射光线的方位角和高度角；定日镜姿态分析子模块根据具体日期地点信息、太阳入射光线的实时方位角和高度角、定日镜和塔的位置排布，计算获取定日镜实时方位角和高度角，使得镜面始终将入射太阳光线反射到目标吸热塔塔顶。

主权项

一种塔式太阳能热发电追日分析系统，其特征在于，包括太阳光线轨迹分析子模块和定日镜姿态分析子模块，太阳光线轨迹分析子模块包括如下步骤：根据具体日期计算儒略日、儒略历书日、儒略世纪、儒略历书世纪；计算日心坐标地球经度、纬度和半径矢量；计算地心坐标地球经度和纬度；计算经度和倾斜角章动；计算黄道实际倾斜角；计算校正偏差；计算太阳经度；计算给定格林尼治时间平均恒星时；计算太阳赤经；计算太阳赤纬；计算观测点当地时间角；计算视日赤经；计算视日时间角；计算太阳天顶角和高度角；计算太阳方位角；获取观测点时间和经纬位置信息，计算获得该观测点的日出日落时间、该天任意时刻时段的太阳入射光线的方位角和高度角，这里，太阳入射光线高度角是指太阳直射光线与地平面间的夹角α，太阳方位角是指太阳直射光线在地平面上的投影线与地平面正北方向的夹角β，定日镜姿态分析子模块内置太阳‑‑定日镜‑‑吸热塔三维动态反射模型，以地平面建立定日镜理论模型，将正东方向定义为坐标系X轴正方向，将正北方向定义为坐标系Y轴正方向，将天顶方向定义Z轴正方向，XYZ坐标系原点O点为接收塔与X‑Y水平面交点，假设接收塔塔顶高度为h，定日镜中心点坐标为(x,y,0)，利用向量法获取定日镜方位角与高度角，定日镜采用高度角‑方位角的双轴跟踪方式，根据定日镜高度轴和方向轴这两个轴，确定定日镜当前此刻的姿态，其中参数定义如下：太阳入射光线法向量；太阳光线经定日镜反射到吸热器塔顶目标点向量；定日镜镜面的法向量，垂直于定日镜镜面；θ：定日镜的高度角，定日镜的镜面与水平面之间的夹角；定日镜的方位角，定日镜镜面法向量与Y轴(正北方向)的夹角为定日镜的方位角，根据坐标系定义，由太阳照射到定日镜中心点B点，太阳光线入射单位向量为：s→=-cosα·sinβcosα·cosβsinα---(1)]]>塔顶的坐标为(0,0,h)，定日镜中心B点坐标为(x,y,0)，那么从定日镜中心点反射到吸热塔顶接收靶的方向单位向量为：r→=-xx2+y2+z2-yx2+y2+z2hx2+y2+z2---(2)]]>定日镜的镜面法线单位向量平分太阳入射光线单位向量和反射光线单位向量即：=cosα·sinβ-xx2+y2+h22+2hx2+y2+h2·sinα-2·cosαx2+y2+h2·(sinβ·x+cosβ·y)cosα·cosβ-yx2+y2+h22+2hx2+y2+h2·sinα-2·cosαx2+y2+h2·(sinβ·x+cosβ·y)sinα+hx2+y2+h22+2hx2+y2+h2·sinα-2·cosαx2+y2+h2·(sinβ·x+cosβ·y)T---(3)]]>结合定日镜与吸热塔的方位布置情况，推导定日镜的姿态高度角θ和方位角获取观测点时间、经纬位置、定日镜位置和吸热塔位置信息后，结合太阳入射光线轨迹后，计算获得该观测点的该天任意时刻时段的定日镜的方位角和高度角。