[发明专利]塔式太阳能热电站中平面定日镜的辐射能密度模拟方法

摘要

本发明公开了一种塔式太阳能热电站中平面定日镜的辐射能密度模拟方法，属于塔式太阳能热电站模拟技术领域，包括以下步骤：(1)根据定日镜反射光线方向，定义成像平面；(2)将三维空间均匀剖分，计算与定日镜存在阴影与遮挡关系的定日镜；(3)成像平面的光栅化表示；(4)计算成像平面上的辐射能密度分布；(5)通过斜平行投影，将成像平面上的辐射能密度分布投影到接收面上。利用图形学的相关方法对于求解过程进行加速，并基于GPU实现，相比于之前的解析方法，具有效率高、精确的优势。

主权项

1.一种塔式太阳能热电站中平面定日镜的辐射能密度模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据塔式太阳能热电站的地理位置和仿真时间，计算太阳光入射方向，并调整热电站中定日镜的朝向，根据定日镜反射光线的方向，定义一个虚拟成像平面；(2)将三维空间均匀剖分为一系列均匀分布的三维长方体网格，将各网格称为体素，保存定日镜与体素的对应关系；沿着光线的入射和反射方向，计算与光柱相交的体素，并将体素对应的定日镜保存到阴影和遮挡定日镜集合中；(3)由定日镜反射光线方向定义定日镜在接收器表面的成像平面，对成像平面进行光栅化表示，将成像平面离散为像素点表示定日镜在成像平面上的有效反射区域；(4)在成像平面上计算辐射能密度分布：其中：F_image表示成像平面上的辐射能密度分布；B表示定日镜的镜面在成像平面上有效反射区域的光栅化表示；C是定日镜微元光斑的辐射能密度分布；(5)通过斜平行投影，将成像平面上的辐射能密度分布投影到接收面上：F_receiver(u,v)＝F_image(f_u(u,v),f_v(u,v))cosθ其中：F_receiver表示接收面上的辐射能密度分布；(u,v)为接收面上一点在接收面局部坐标系oUV平面的坐标；(f_u(u,v),f_v(u,v))是成像平面上一点在成像平面局部坐标系下oU′V′平面坐标，点(u,v)和点(f_u(u,v),f_v(u,v))对应关系为斜平行投影；θ表示反射光线与接收面法向的夹角。