塔式太阳能定日镜镜面挠曲变形研究

基于弹性薄板弯曲理论,分别采用镜面挠曲变形的大、小挠度弯曲模型对不同边界条件下定日镜镜面的力学模型进行研究,并通过有限元仿真验证理论模型的正确性,同时对影响镜面挠厚比的镜面风压和长厚比进行分析。结果表明:基于四点支承弯曲理论的挠度曲线与有限元挠度曲线吻合度很高,最大偏差不超过5%;结合中国对定日镜结构抗风设计的风速要求,当长厚比a/h200时,应采用四点支承大挠度弯曲模型计算定日镜镜面挠曲变形。     

塔式太阳能光热发电站定日镜场道路设计

  目的  定日镜场道路设计是塔式太阳能光热电站设计中不可缺少的环节,为降低电站初投资和提高定日镜场效率,科学、有效、合理进行道路设计。  方法  将定日镜场的道路按性质和使用功能划分为四类:主通道道路、辐射道路、周边环形道路和定日镜间道路,对其在设计中需要考虑的各项因素进行详细分析,并分别从道路布置形式、结构设计、附属设施三个方面进行研究。  结果  总结出定日镜场各类道路平面布置的原则和要求;提出路面结构设计要以满足功能使用要求,经济合理为前提,要着重考虑道路施工、当地地材、维修条件等因素;给出不同场地条件的定日镜间道路路面结构形式;同时提出在定日镜场内设置道路标识系统。  结论  可对今后的定日镜场道路设计起一定的借鉴作用。     

塔式太阳能定日镜抗风设计参数研究

以某型定日镜为研究对象,通过刚性缩尺模型的多通道同步测压风洞实验,获取多种工况下定日镜的风压分布结果.基于理论分析结果,获得该型定日镜的结构抗风设计参数变化规律,并给出适合中国规范采用的该型定日镜抗风设计参数推荐值,为中国类似定日镜结构抗风设计参数取值和塔式太阳能光热发电站设计规范的编制提供借鉴.     

塔式太阳能定日镜聚光成像建模及仿真

根据太阳运行规律和定日镜及靶标位置分析不同日期太阳入射角的变化,在此基础上,根据科丁顿方程对球面定日镜的反射太阳影像进行了理论分析。讨论了定日镜反射聚光的特点,利用光线追踪原理建立了定日镜反射太阳光并与指定受光面相交的计算机近似模型,对定日镜反射太阳影像进行了计算机仿真。仿真得到的光斑大小与理论分析基本一致。     

基于实测的塔式太阳能定日镜动力特性分析

对某塔式太阳能热发电站定日镜结构的动力特性采用数值模拟和现场实测两种方法进行比较研究。基于有限元理论建立相应的有限元模型,通过模态分析获得结构主要的频率和振型参数并和现场实测结果进行比较。对比分析结果表明:定日镜结构的频率分布较为密集,阻尼比均较小,若干阶模态具有对称或反对称性特征;受现场条件限制,现场模态测试只能识别部分模态,导致部分模态的缺失;同时,数值模拟结果和现场实测结果吻合较好,表明所建立的有限元模型适合,可为后续定日镜抗风研究提供依据。     

太阳能定日镜高精度传动装置的设计与应用

设计了一种应用于塔式太阳能热发电的定日镜高精度传动装置,通过应用验证,该传动装置匹配相应的蜗轮蜗杆能实现较大的输出力矩及达到自锁性能要求,具有传动精度高、制造成本低等优点。     

塔式太阳能热电站定日镜集光系统的计算

本文根据太阳运动规律推导出定日镜集光系统一系列简易的计算公式,可供设计塔式太阳能热电站时参考。 图1中PP′为通过地球两极的天轴,P为天球的北极;Z为天顶;QEQ′W为垂直于天轴的平面——赤道面,它和春秋二分日太阳周日运动的平面重合;     

塔式太阳能热发电站定日镜场容量优化配置

太阳倍数是反映太阳能热发电站镜场容量的直接参数,同时也是影响储热系统容量的关键参数。文章以我国西部某地区的50 MW塔式太阳能热发电站为例,建立了塔式太阳能热发电站的能量耦合模型和经济性评价模型。以LCOE最低为优化目标,通过模拟得到无储热系统以及当储热时间分别为6,10 h时,有储热系统的太阳能热发电站的最优太阳倍数,并分析了不同储热时间条件下,定日镜场容量对该电站经济效益、定日镜场效率、电站年容量因子等的影响。研究结果表明:太阳倍数和储热容量存在一个最优组合,使得塔式太阳能热发电站的LCOE最低,在此组合下,配置定日镜场容量和储热系统容量,将使得太阳能热发电站能够获得理论上最优的综合经济效益。     

塔式太阳能热发电站中定日镜的电源方案研究

针对塔式太阳能热发电站中每台定日镜的动力及控制电源的设计,提出了小型化光伏组件+蓄电池的就地电源方案,将常规电源网络的电力线缆分配模式进行了有效简化。     

塔式太阳能热发电站定日镜单元子镜面形研究

定日镜单元子镜的面形对于定日镜在目标靶上形成良好的光斑质量至关重要。文章首先根据定日镜的实际参数,利用有限元方法拟合出了定日镜单元子镜模型,然后通过三维坐标机装置测量了水平姿态下实际定日镜单元子镜的面形,结果显示,水平姿态下的测试结果和计算结果相一致,验证了有限元模型的正确性。根据建立的有限元模型,计算了单元子镜在不同俯仰角、风速和玻璃反射镜厚度等工况和结构下的单元子镜变形,结果显示,单元子镜面形是一个复杂曲面,单元子镜的变形与俯仰角相关,同时PVB薄膜的弹性模量对单元子镜的变形也有很大影响。在俯仰角为0°的情况下,风速与单元子镜最大变形之间的关系可以表达为二次多项式,此外,在风速为25 m/s的情况下,单元子镜最大mises应力为39.87 MPa。     

塔式定日镜运动规律

为了方便,假定我们所研究的定日镜位于坐标系的原点O,锅炉的位置在P_1点(x_1、y_1z_1)(图1)。设OP_1的方向余弦为     

塔式太阳能热发电镜场定日镜清洗装置设计

设计了一种应用于塔式太阳能热发电镜场的定日镜清洗装置。该定日镜清洗装置具备自动循迹、根据镜面自动调整清洗面角度、自动进行清洗水流控制的功能,并采用无线通信技术实现清洗装置与镜场控制系统间的信息交互,保证清洗完毕的定日镜立即恢复为正常运营状态,尽量减少镜场能量损失。通过实际测试,该清洗系统能够有效地实现预定的控制功能和清洗功能,其清洗装置通过一次清洗可将镜面清洁度从0.85提高到0.95。     

塔式太阳能热发电系统定日镜场的设计思考

化石燃料的有限储量及其燃烧产物对环境的污染，使得可再生能源的研究和开发日益迫切。太阳能热发电技术作为最有可能引起能源革命、实现大功率发电的可再生能源技术得到了广泛的关注。20世纪80年代以来，美国、以色列、西班牙等国相继建立了不同形式的太阳能热发电示范装置，促进了塔式太阳能热发电技术的发展。美国能源部主持的研究结果表明：在大规模发电方面，塔式太阳能热发电将是所有太阳能发电技术中成本最低的一种。据预测，到2020年，其发电成本约为每度5美分，具有很强的市场竞争力。     

塔式太阳能热发电中定日镜的精度检测方法

介绍了塔式太阳能热发电中定日镜精度检测的常用方法,包括对定日镜关键零部件及定日镜整体的精度检测。定日镜关键零部件主要包括减速机、推杆(含电动及液压推杆),其精度检测是采用专用的测试工装进行;定日镜整体精度检测主要包括定日镜跟踪准确度及定日镜面形精度检测,均采用图像处理技术进行。通过这些检测方法可保证工程应用中的定日镜能够达到设计要求,起到良好的聚光作用。     

塔式太阳能热发电中定日镜的设计及性能分析

提出一种基于水平轴和方位轴、具有二维空间转动、实现两轴静平衡的定日镜结构设计方法,实现塔式太阳能热发电中定日镜高精度跟踪系统、低负荷运转及低成本施工和制作.该定日镜水平轴传动采用电动推杆传动,垂直轴传动采用一齿差传动,水平轴和垂直轴转动的轴线均通过重心,从而实现两轴静平衡;设计了两片间隔式反射镜支架结构,使其结构满足太阳能反射镜子支架转动要求以及反射光斑满足校正要求.通过仿真计算,对光斑、输入输出角度关系及成本进行了分析,论证了该定日镜的可行性.     

塔式太阳能热发电站定日镜镜面面形检测与三维重构

定日镜是塔式太阳能热发电站的核心装置,对定日镜面形进行快速精确检测是保证电站高效运行的关键。文章基于二维条纹反射方法对定日镜面形的快速检测进行了分析研究,结合Hermite插值理论对面形进行三维重构,其研究结果将提升定日镜的面形检测效率及产品竞争力,具有很好的应用前景。     

太阳能热发电系列文章(5)塔式太阳能热发电的定日镜

定日镜是一种由镜面(反射镜)、镜架(支撑结构)、跟踪传动机构及其控制系统等组成的聚光装置,用于跟踪接收并聚集反射太阳光线进入位于接收塔顶部的集热器内,是塔式太阳能热发电站的主要装置之一,如图1、图2所示。     

塔式太阳能聚光系统定日镜的运动规律及跟踪精度分析

本文讨论了塔式太阳能聚光系统定日镜的运动规律,绘制了定日镜运行图,对跟踪精度进行了分析,并做了典型计算。 塔式太阳能热发电系统的定日镜,必须按一定的规律运动,以达到定向聚光的目的。为了确定跟踪精度,应对定日镜的跟踪偏差及其引起的反射影象的偏移进行计算。     

浅析一种用于塔式太阳能热发电站的定日镜全自动清洗车

在塔式太阳能热发电站中,定日镜的表面清洁度与其聚光集热效率直接相关,合理的清洗策略和高效的清洗设备有助于提升定日镜镜场的平均清洁度,提高其聚光集热效率,进而提升整个太阳能热发电站的发电效率。介绍了一种定日镜全自动清洗车,其基于导航系统和镜场整体控制来完成定日镜镜场的自动清洗工作。     

塔式球面定日镜远焦距聚光原理

本文讨论了球面定日镜的聚光原理。在塔式聚光系统中采用球面定日镜可以提高聚光比,只需连续调节镜面曲率,就可以实现远焦距聚光。文中介绍了球面定日镜的“五线分析法”,对双曲率球面镜进行了分析,并导出了有关计算公式。