太陽能聚光器聚焦光斑能流密度分布的理論與實驗研究.pdf

1、太陽能聚光器聚焦光斑能流密度分布的理論與測試技術(shù)研究對最優(yōu)化系統(tǒng)效率起到關(guān)鍵作用，為了使接收面上的太陽能流密度得到重新分配，需要在考慮多種因素的基礎(chǔ)上研究它的理論模型，另外在理論分析的基礎(chǔ)上，能流密度分布的測量在實際應用中也具有重要意義。
　　本課題的研究目的是對拋物面聚光器聚焦光斑能流密度分布進行理論計算，同時考慮多種因素的影響；另外在吸收國外先進經(jīng)驗的基礎(chǔ)之上，結(jié)合我國太陽能技術(shù)研究的需求，研制一套旋轉(zhuǎn)拋物面聚光器聚焦光斑能流

2、密度分布測試系統(tǒng)，并進行實驗研究。具體說來，本文主要完成了以下幾方面的研究工作：
　　1.拋物面聚光器聚焦光斑能流密度分布的MonteCarlo估計。對聚光系統(tǒng)進行光路分析，并對接收面的能流密度分布進行計算，更全面地考慮了影響能流密度分布的主要因素，使計算模型更加接近于實際情況，并且分析了各項因素對能流密度分布的影響；以MonteCarlo方法為基礎(chǔ)，提出了旋轉(zhuǎn)拋物面聚光器的優(yōu)化設計方法，考慮了粘貼小平面鏡片后的縫隙面積損失，得出

3、鏡片在徑向和周向上的最佳數(shù)目，為該種面型聚光器的制作提供依據(jù)。
　　2.拋物面聚光器聚焦光斑能流密度分布的有限元分析。結(jié)合聚光系統(tǒng)的光學特性采用有限元法對旋轉(zhuǎn)拋物面聚光器和拋物柱面聚光器聚焦光斑能流密度分布進行計算，通過與MonteCarlo法計算結(jié)果進行比較，驗證了該方法的正確性；為了證明該方法的通用性，又對半球形接收器和圓柱形接收器進行實例計算，對于其它面型聚光器和其它形狀接收器，只要改變網(wǎng)格剖分方法，就可以實現(xiàn)聚焦光斑能流密

4、度分布的計算，因此有限元分析方法不但克服了以往算法通用性差的不足，而且為能流密度分布的計算提供了一條新思路。
　　3.旋轉(zhuǎn)拋物面聚光器聚焦光斑能流密度分布測量裝置的研制。采用基于CCD相機和朗伯靶的間接方法，研制一套點聚焦聚光設備的能流密度分布測量裝置。對測量系統(tǒng)進行總體設計，并研究了接收面上能流密度和測點坐標的標定方法，同時對CCD相機的非線性和非均勻性進行校正。
　　4.旋轉(zhuǎn)拋物面聚光器聚焦光斑能流密度分布的實驗研究。利