[發明專利]一種線性菲涅爾式聚光鏡場的陰影與遮擋分析優化布設方法

有效

• 申請號: 201710653340.8
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107388599B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 馬軍;王銳東;王成龍;鞏景虎;孔令剛;范多旺
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: F24S23/30
• 分類號: F24S23/30
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 倪鉅芳

1.一種線性菲涅爾式聚光鏡場的陰影與遮擋分析優化布設方法，其特征在于包括如下步驟：

A、鏡場坐標系確定

反射鏡列數為N的鏡場，從左側至右側依次編號為1、2、...、N，第列反射鏡中心與鏡場中心的距離為，第列反射鏡與水平面的傾斜夾角為；反射鏡寬度為；接收器放置在距反射鏡所在平面的高處；

某時刻太陽光入射角為，則該時刻的跟蹤傾角由下式求得：

；

第列反射鏡的坐標方程為

式中，，；

第列反射鏡的左、右端點坐標分別為（，）和（，），則

、，

、；

B、陰影分析計算

陰影是指太陽入射光被相鄰的反射鏡所阻擋，陰影分析針對太陽入射光；

令經過第列反射鏡左端點的太陽入射光線坐標方程為：

式中，，；

相鄰的反射鏡中過東側左端點的太陽入射光線坐標為

，；

若該點不在第列反射鏡上，則無陰影影響；若該點在第列反射鏡上，則形成了陰影影響，陰影長度為該點與第列反射鏡右端點之間的距離，即

，；

C、遮擋分析計算

C1、接收器西側鏡場

令經過第列反射鏡左端點的太陽反射光線方程為

式中，，；

相鄰的反射鏡中過西側鏡場的太陽入射光線坐標為

若N為偶數，則；若N為奇數，則；

若該點不在第列反射鏡上，則無遮擋影響，遮擋長度為0；若該點在第列反射鏡上，則形成了遮擋影響，遮擋長度為該點與第列反射鏡右端點之間的距離，即

若N為偶數，則， 若N為奇數，則；

C2、接收器東側鏡場

令經過第列反射鏡右端點的太陽反射光線方程為

式中，，；

相鄰的反射鏡中過東側鏡場的太陽入射光線坐標為

若N為偶數，則；若N為奇數，則；

若該點不在第列反射鏡上，則無遮擋影響，遮擋長度為0；若該點在第列反射鏡上，則形成了遮擋影響，遮擋長度為該點與第列反射鏡左端點之間的距離，即

若N為偶數，則；若N為奇數，則；

若N為偶數，則和都為0，若N為奇數，則為0；

D、偏移影響分析計算

陰影隨時間變化產生偏移，陰影偏移中會出現未形成陰影區域，其中

其中，為太陽方位角，為未形成陰影區域的縱向中位線；為第列反射鏡未形成陰影區域南側邊緣與第n+1列反射鏡南側邊緣的垂直距離，和是兩個垂點，求得時刻點未形成陰影區域的中位線長度

同理求得未形成遮擋區域的中位線長度；

E、陰影與遮擋效率

多個時刻點陰影長度與遮擋長度之和為，多個時刻點未形成陰影與遮擋區域的中位線長度之和為，得出測試時段內陰影與遮擋效率為

，式中為鏡場長度。