专利名称：一种大功率菲涅尔太阳能条带形聚光反射镜场装置光学参数设计方法
技术领域：
本发明属于太阳能利用的技术领域，涉及一种线性菲涅尔式太阳能聚光反射镜场的光学参数设计方法，特别是一种大功率菲涅尔式太阳能条带形聚光反射镜场装置光学参数设计方法。
背景技术：
现有的线性菲涅尔式大功率太阳能聚光反射镜场主要包括一系列平行布置的反射镜以及用来收集反射镜反射的太阳能辐射的集热管，其中，反射镜平行布置在一定的区域之内，一般为南北方向布置和东西方向两种布置方式，若干列反射镜共用一根集热管或一组集热管构成的聚光换热面。每列反射镜跟踪太阳光线并将其反射至聚光换热面，由此将较大面积的太阳辐射聚集到面积较小的聚光换热面，实现光能向热能的转变。现有的线性菲涅尔式大功率太阳能聚光反射镜场存在着光热转换效率不高及场地利用率低的不足之处。
发明内容
本发明的任务是针对现有的线性菲涅尔式大功率太阳能聚光反射镜场存在着光热转换效率不高及场地利用率低的不足之处，提供一种可提高太阳能聚光反射镜场光热转换效率及场地利用率的大功率菲涅尔式太阳能条带形聚光反射镜场装置光学参数设计方法，通过对反射镜场的光学参数设计提高镜场聚光效果，使每个反射镜列的条带形聚光光斑的宽度不大于300mm，大幅提高太阳光聚光比，显著提高集热装置的受光面单位面积光功率，从而提高整个镜场的光热转换效率和太阳能收集功率，有效克服现有太阳能光热转换技术光热转换效率较低及场地利用率较低的缺点。本发明采用的技术方案是通过如下方式完成的一种大功率菲涅尔太阳能条带形聚光反射镜场装置光学参数设计方法，所述的大功率菲涅尔太阳能条带形聚光反射镜场是由若干反射镜列并联而成的反射镜阵列，反射镜列是由若干反射单元串联而成，反射单元是由反射镜和镜架组成，反射镜固定在镜架上，所述的大功率菲涅尔太阳能条带形聚光反射镜场装置的光学参数包括反射镜弧口径、反射镜弧半径、反射镜列中心位置、集热装置的中心高度，对应每一个集热装置的中心高度、反射镜列列数、反射镜列中心位置，反射镜列反射镜弧半径的参数在集热装置的设计参数表中进行查找，集热装置的设计参数表包括附表⑴至附表(9)，其中，在附表⑴至附表(9)中集热装置的中心编号为H3、H4、……、 HlOO的集热装置的中心高度分别为3m、^i、……、100m ；每一组集热装置中心高度、反射镜列中心位置对应一个反射镜弧半径，其它反射镜弧半径的值根据实际镜场布局时的集热装置中心高度及反射镜列中心位置采用二元插值法得到；反射镜弧口径根据反射镜列中心位置及实际光斑宽度要求选取，对于每一个反射镜列，其光学参数设计均保证一天至少70% 日照时间内太阳光经过反射镜聚光后在集热装置上形成的聚光光斑不大于300mm ；
附表(1)集热装置的中心编号H3 HlO的设计参数表
权利要求
1. 一种大功率菲涅尔太阳能条带形聚光反射镜场装置光学参数设计方法，其特征在于大功率菲涅尔太阳能条带形聚光反射镜场是由若干反射镜列并联而成的反射镜阵列， 反射镜列是由若干反射单元串联而成，反射单元是由反射镜和镜架组成，反射镜固定在镜架上，所述的大功率菲涅尔太阳能条带形聚光反射镜场装置的光学参数包括反射镜弧口径、反射镜弧半径、反射镜列中心位置、集热装置的中心高度，对应每一个集热装置的中心高度、反射镜列列数、反射镜列中心位置，反射镜列反射镜弧半径的参数在集热装置的设计参数表中进行查找，集热装置的设计参数表包括附表(1)至附表(9)，其中，在附表(1)至附表(9)中集热装置的中心编号为H3、H4、……、HlOO的集热装置的中心高度分别为3m、 4m,……、100m ；每一组集热装置中心高度、反射镜列中心位置对应一个反射镜弧半径，其它反射镜弧半径的值根据实际镜场布局时的集热装置中心高度及反射镜列中心位置采用二元插值法得到；反射镜弧口径根据反射镜列中心位置及实际光斑宽度要求选取，对于每一个反射镜列，其光学参数设计均保证一天至少70%日照时间内太阳光经过反射镜聚光后在集热装置上形成的聚光光斑不大于300mm ；附表(1)集热装置的中心编号H3 HlO的设计参数表
2.根据权利1所述的一种大功率菲涅尔太阳能条带形聚光反射镜场装置光学参数设 计方法，其特征在于反射镜列以集热装置中心线为对称轴对称布置，其中编号为H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9、H10的集热装置中心，其对应的反射镜列列数依次为 6、8、10、12、14、16、18、20 ；编号为Hll、H12、H13、H14、H15、H16、H17、H18、H19、H20的集热装置中心，其对应的反 射镜列列数依次为:22、22、24、26、28、30、32、34、36、38 ；编号为H21、H22、H23、H24、H25、H26、H27、H28、H29、H30的集热装置中心，其对应的反 射镜列列数依次为:34，36，36，38，40，42，42，44，46，48 ；编号为H31、H32、H33、H34、H35、H36、H37、H38、H39、H40的集热装置中心，其对应的反 射镜列列数依次为:44、46、48、50、52、52、54、56、58、60 ；编号为H41、H42、H43、H44、H45、H46、H47、H48、H49、H50的集热装置中心，其对应的反射镜列列数依次为:58、60、62、64、64、66、68、70、72、74 ；编号为H51、H52、H53、H54、H55、H56、H57、H58、H59、H60的集热装置中心，其对应的反射镜列列数依次为54、56、56、58、60、60、62、62、64、66 ；编号为H61、H62、H63、H64、H65、H66、H67、H68、H69、H70的集热装置中心，其对应的反射镜列列数依次为:64、66、68、68、70、70、72、74、74、76 ；编号为H71、H72、H73、H74、H75、H76、H77、H78、H79、H80的集热装置中心，其对应的反射镜列列数依次为76、78、78、80、80、82、84、84、86、88 ；编号为H81、H82、H83、H84、H85、H86、H87、H88、H89、H90的集热装置中心，其对应的反射镜列列数依次为:88、88、90、90、92、92、98、96、96、96 ；编号为H91、H92、H93、H94、H95、H96、H97、H98、H99、H100的集热装置中心，其对应的反射镜列列数依次为:98、98、100、100、102、102、102、106、108、110。
3.根据权利1或2所述的一种大功率菲涅尔太阳能条带形聚光反射镜场装置光学参数设计方法，其特征在于反射镜列相对于集热装置中心线非对称布置，其中，反射镜列数为集热装置中心线两侧的反射镜列列数之和。
4.根据权利1或2所述的一种大功率菲涅尔太阳能条带形聚光反射镜场装置光学参数设计方法，其特征在于反射镜列相对于集热装置中心线单侧布置，其中，反射镜列数为对称布置时反射镜列列数的一半。
5.根据权利1所述的一种大功率菲涅尔太阳能条带形聚光反射镜场装置光学参数设计方法，其特征在于编号为H3 H20的集热装置中心，其反射镜列反射镜弧口径为1. 0士0. 5m ； 编号为H21 H30的集热装置中心，其位于中间16列反射镜列反射镜弧口径为 1. 2士0. 5m，位于两侧32列反射镜列反射镜弧口径为1. 0士0. 5m ；编号为H31 H40的集热装置中心，其位于中间30列反射镜列反射镜弧口径为 1. 5士0. 5m，位于两侧30列反射镜列反射镜弧口径为1. 士0. 50m ；编号为H41 H50的集热装置中心，其位于中间40列反射镜列反射镜弧口径为.1.5士0. 5m，位于两侧34列反射镜列反射镜弧口径为1. 0士0. 5m ；编号为H51 H60的集热装置中心，其位于中间34列反射镜列反射镜弧口径为.2.0士0. 5m，位于两侧30列反射镜列反射镜弧口径为1. 5士0. 5m ；编号为H61 H70的集热装置中心，其位于中间40列反射镜列反射镜弧口径为 2. 0士0. 5m，位于两侧36列反射镜列反射镜弧口径为1. 5士0. 5m ；编号为H71 H80的集热装置中心，其位于中间44列反射镜列反射镜弧口径为 2. 0士0. 5m，位于两侧44列反射镜列反射镜弧口径为1. 5士0. 5m ；编号为H81 H90的集热装置中心，其位于中间50列反射镜列反射镜弧口径为 2. 0士0. 5m，位于两侧48列反射镜列反射镜弧口径为1. 5士0. 5m ；编号为H91 HlOO的集热装置中心，其位于中间56列反射镜列反射镜弧口径为 2. 0士0. 5m，位于两侧52列反射镜列反射镜弧口径为1. 5士0. 5m。
6.根据权利1或2或5所述的一种大功率菲涅尔太阳能条带形聚光反射镜场装置光学参数设计方法，其特征在于大功率菲涅尔太阳能条带形聚光反射镜场布置形式采用集热装置中心线沿南北向布置，反射镜列以集热装置中心线为对称轴列对称布置。
7.根据权利1或2或5所述的一种大功率菲涅尔太阳能条带形聚光反射镜场装置光学参数设计方法，其特征在于大功率菲涅尔太阳能条带形聚光反射镜场布置形式采用集热装置中心线沿东西向布置，反射镜列相对于集热装置中心线列对称布置。
8.根据权利1或3或5所述的一种大功率菲涅尔太阳能条带形聚光反射镜场装置光学参数设计方法，其特征在于大功率菲涅尔太阳能条带形聚光反射镜场布置形式采用集热装置中心线沿南北向布置，反射镜列相对于集热装置中心线列非对称布置。
9.根据权利1或3或5所述的一种大功率菲涅尔太阳能条带形聚光反射镜场装置光学参数设计方法，其特征在于大功率菲涅尔太阳能条带形聚光反射镜场布置形式采用集热装置中心线沿东西向布置，反射镜列相对于集热装置中心线列非对称布置。
10. 根据权利1或4或5所述的一种大功率菲涅尔太阳能条带形聚光反射镜场装置光学参数设计方法，其特征在于大功率菲涅尔太阳能条带形聚光反射镜场布置形式采用集热装置中心线沿东西向布置，反射镜列相对于集热装置中心线北侧布置。
全文摘要
本发明属于太阳能利用的技术领域，特别是一种可提高太阳能聚光反射镜场光热转换效率及场地利用率的大功率菲涅尔式太阳能条带形聚光反射镜场装置光学参数设计方法。本发明所述的光学参数包括反射镜弧口径、反射镜弧半径、反射镜列中心位置、集热装置的中心高度，对应每一个集热装置的中心高度、反射镜列列数、反射镜列中心位置，反射镜列反射镜弧半径的参数在集热装置的设计参数表中进行查找。每一组集热装置中心高度、反射镜列中心位置对应一个反射镜弧半径，其它反射镜弧半径的值根据实际镜场布局时的集热装置中心高度及反射镜列中心位置采用二元插值法得到。反射镜弧口径根据反射镜列中心位置及实际光斑宽度要求选取。
文档编号G02B27/00GK102519153SQ20111042892
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者张家兴, 毛方 申请人:金华金大光能科技有限公司