[發明專利]太陽能塔式發電吸熱器采光面聚光能流密度分布的計算方法

有效

• 申請號: 201310479508.X
• 申請日: 2013-10-14
• 公開（公告）號: CN103530518A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 郭明煥;王志峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

1.一種太陽能塔式發電吸熱器采光面聚光能流密度分布的計算方法，其特征在于，所述的計算方法為：對于與單側布置定日鏡場對應的吸熱器，將吸熱器的采光面以一定網格間距做矩形網格劃分，形成矩形平面網格或槽形圓柱面網格，同時確定采光面的“田”字形網格邊界；所述的“田”字形網格邊界由采光面網格點陣列中的最上、中間、最下3行網格點和最左、中間、最右3列網格點組成；再采用逆向光線追跡法，只計算定日鏡場在吸熱器采光面“田”字形網格邊界上的聚光能流密度值；然后把吸熱器采光面網格展開成X-Y平面網格，由計算得到的“田”字形網格邊界上的聚光能流密度值，插值計算吸熱器采光面上其余網格點上的能流密度值；對于計算周向布置定日鏡場在吸熱器采光面上的聚光能流密度分布，分解為計算多個單側布置定日鏡場在各自的采光面區域上聚光能流密度分布，即對每個圓柱面采光面子區域，先計算其“田”字形網格邊界上的能流密度值，再插值重建出對應采光面子區域上的聚光能流密度分布。

2.根據權利要求1所述的太陽能塔式熱發電吸熱器采光面聚光能流密度分布的計算方法，其特征在于，插值重建所述的吸熱器采光面上聚光能流密度分布的步驟是：首先根據吸熱器采光面“田”字形網格邊界上的聚光能流密度計算值，通過計算式（1）-（5）插值得到吸熱器采光面區域內各網格點上的聚光能流密度值；然后根據顯示或分析的需要進一步插值細化吸熱器采光面上能流密度分布：

S1(x,y)=(x-xmid1)(x-xM)(x0-xmid1)(x0-xM)S(x0,y)+(x-x0)(x-xM)(xmid1-x0)(xmid1-xM)S(xmid1,y)+(x-x0)(x-xmid1)(xM-x0)(xM-xmid1)S(xM,y)---(1)]]>

S2(x,y)=(y-ymid2)(y-yN)(y0-ymid2)(y0-yN)S(x,y0)+(y-y0)(y-yN)(ymid2-y0)(ymid2-yN)S(x,ymid2)+(y-y0)(y-ymid2)(yN-y0)(yN-ymid2)S(x,yN)---(2)]]>

S3(x,y)=(x-xmid1)(x-xM)(x0-xmid1)(x0-xM)S2(x0,y)+(x-x0)(x-xM)(xmid1-x0)(xmid1-xM)S2(xmid1,y)+(x-x0)(x-xmid1)(xM-x0)(xM-xmid1)S2(xM,y)---(3)]]>

S(x,y)＝S₁(x,y)+S₂(x,y)-S₃(x,y)???(4)

f(x,y)＝exp(S(x,y))???(5)

式中：坐標組(x,y)表示吸熱器采光面上的當前網格點，f(x,y)是吸熱器采光面上的聚光能流密度函數，S(x,y)=ln(f(x,y))；田字形網格邊界的最左、中間、最右3條縱向網格線的x值分別是x₀、x_mid1和x_M，最上、中間、最下3條橫向網格線的y值分別是y_N、y_mid2和y₀，f(x,y)限制在田字形網格上的6條函數邊界分別是f(x₀,y),y₀≤y≤y_N，f(x_mid1,y),y₀≤y≤y_N，f(x_M,y),y₀≤y≤y_N，f(x,y_N),x₀≤x≤x_M，f(x,y_mid2),x₀≤x≤x_M和f(x,y₀),x₀≤x≤x_M。令S(x,y)=ln(f(x,y))，S(x,y)限制在田字形網格上的6條函數邊界分別是S(x₀,y),y₀≤y≤y_N，S(x_mid1,y),y₀≤y≤y_N，S(x_M,y),y₀≤y≤y_N，S(x,y_N),x₀≤x≤x_M，S(x,y_mid2),x₀≤x≤x_M和S(x,y₀),x₀≤x≤x_M。