[发明专利]太阳能碟式聚光系统聚光性能的预测与保持方法

摘要

本发明公开了一种太阳能碟式聚光系统聚光性能的预测与保持方法，包括如下步骤：1）建立碟式聚光系统的有限元模型，计算无光学误差且非承载工况下碟式聚光器的光学信息；2）计算施加自重和风压载荷边界条件时聚光器反射镜面的各平面微元网格的光学参数；3）采用光线跟踪方法预测载荷作用下碟式聚光系统的聚焦能流分布和光学性能；4）拟合得到跟踪误差角度值与聚焦光斑的质心位置的函数模型；5）根据运行工况确定聚焦光斑的质心位置，反求双轴跟踪装置的输出转角误差值；双轴跟踪装置的输出轴转动相应角度，实现碟式聚光系统聚光性能的保持。本发明实施简单，能对承载工况下碟式聚光系统聚光性能进行预测和保持能流分布，指导碟式系统的设计。

主权项

1.一种太阳能碟式聚光系统聚光性能的预测与保持方法，包括如下步骤：1)建立碟式聚光系统的有限元模型，并对碟式聚光系统的结构有限元模型划分网格，输出非承载工况下聚光器反射镜面各平面微元网格的各节点的空间坐标信息，计算无光学误差且非承载工况情况下碟式聚光器的光学信息；2)对建立的碟式聚光系统的有限元模型施加自重和风压载荷边界条件，计算自重和风载荷作用下的结构变形，并计算此时聚光器反射镜面的各平面微元网格的几何形心、法线矢量和有效采光面积；3)基于碟式聚光系统承载变形的计算，得到腔体接收器的空间位移值，采用光线跟踪方法预测载荷作用下碟式聚光系统的聚焦能流分布和光学性能；4)对碟式聚光系统引入双轴跟踪装置跟踪误差角度，计算不同跟踪误差情况下平面接收器表面聚焦光斑的质心位置，拟合得到跟踪误差角度值与聚焦光斑的质心位置的函数模型；5)建立碟式聚光系统承载工况与其承载工况下聚焦光斑的质心位置的对应关系，并由承载工况下聚焦光斑的质心位置反求出跟踪误差角度值，再建立碟式聚光系统承载工况与双轴跟踪装置的输出转角误差值一一对应的数据表；根据碟式聚光系统运行中测定的承载工况，由数据表获知双轴跟踪装置的输出转角误差值；然后驱动控制器使得双轴跟踪装置的输出轴转动相应角度，实现承载工况下太阳能碟式聚光系统聚光性能的保持。