塔式定日镜追日跟踪控制与聚光策略研究
塔式太阳能定日镜聚光成像策略研究与控制系统设计
塔式太阳能定日镜聚光成像策略研究与控制系统设计《塔式太阳能定日镜聚光成像策略研究与控制系统设计》1. 引言塔式太阳能定日镜是一种利用太阳能的高效能源利用设备，通过镜面对太阳进行聚光，将太阳能集中在一个小区域内，从而提高能源利用率。
本文将重点研究塔式太阳能定日镜聚光成像策略，探讨其研究与控制系统的设计。
2. 塔式太阳能定日镜聚光成像策略的概念及应用塔式太阳能定日镜聚光成像策略是指利用定日镜对太阳进行聚光，将太阳能集中在接收器上，从而提高能源的利用效率。
该技术被广泛应用于太阳能发电、太阳能热利用等领域，具有重要的应用价值。
3. 研究与控制系统的设计3.1 成像策略的评估在设计塔式太阳能定日镜聚光成像策略时，需要全面评估不同的策略方案，包括静态聚光、动态聚光等，以确定最适合特定应用场景的策略。
3.2 控制系统的设计控制系统是塔式太阳能定日镜聚光成像的关键，需要设计精准的控制算法，以实现镜面精确对准太阳的目标，同时保证成像的稳定性和效率。
4. 定日镜聚光成像策略的研究进展近年来，关于塔式太阳能定日镜聚光成像策略的研究取得了一系列重要进展，包括优化算法、成像稳定性提高等方面的创新成果。
5. 设计实例分析通过具体的设计实例分析，可以更加深入地理解塔式太阳能定日镜聚光成像策略的应用，以及控制系统设计的关键技术。
6. 结论与展望塔式太阳能定日镜聚光成像策略及控制系统设计是一个复杂的课题，需要多方面的知识和技术的综合运用。
未来，随着科学技术的不断发展，定日镜聚光成像策略及控制系统设计将会迎来更多的创新和突破，为太阳能利用领域带来更大的发展空间。
个人观点：塔式太阳能定日镜是一项具有重要应用前景的技术，其聚光成像策略和控制系统设计对于提高太阳能利用效率具有重要意义。
通过深入研究和创新设计，可以进一步推动太阳能利用技术的发展，为清洁能源产业做出贡献。
总结：在本文中，通过对塔式太阳能定日镜聚光成像策略和控制系统设计进行全面的论述和分析，可以更全面、深刻地理解这一重要领域的技术应用和研究进展。
塔式太阳能热电系统定日镜场光学仿真与应用研究
塔式太阳能热电系统定日镜场光学仿真与应用研究塔式太阳能热电系统定日镜场光学仿真与应用研究1. 引言在当今社会，清洁能源的重要性日益凸显，太阳能作为一种可再生能源，备受关注。
塔式太阳能热电系统是太阳能利用的一种重要方式，而定日镜场光学仿真与应用研究更是该系统中的关键技术。
本文将从深度和广度的角度，全面评估塔式太阳能热电系统定日镜场光学仿真与应用研究的重要性，探讨其在清洁能源领域中的应用前景。
2. 定日镜场光学仿真的概念在塔式太阳能热电系统中，定日镜场是一个至关重要的部分，它通过光学原理，能够将太阳能集中到接收器上，从而产生高温热能，用于发电或其他热能利用。
定日镜场光学仿真即是利用计算机模拟太阳辐射在定日镜场中的传播、反射、折射等光学过程，以达到优化定日镜场结构、提高能量利用效率的目的。
3. 光学仿真的重要性光学仿真在塔式太阳能热电系统中扮演着重要的角色。
通过仿真分析，可以优化定日镜场的结构，提高光能的集中度和传输效率，降低能源损耗，从而提高系统的发电效率。
光学仿真还能够帮助工程师们更好地理解定日镜场的光学特性，为系统的设计、建设和运行提供技术支持。
4. 定日镜场光学仿真的应用在太阳能领域，定日镜场光学仿真已经得到广泛的应用。
在塔式太阳能热电站的建设过程中，光学仿真可以帮助工程师们选择最佳的定日镜场布局和材料，确保太阳能的最大利用。
光学仿真还可以在系统运行过程中，帮助管理人员对系统进行实时监测和优化调整，保证系统的稳定运行和高效发电。
5. 个人观点和理解对于塔式太阳能热电系统定日镜场光学仿真与应用研究，我认为其在清洁能源领域中有着巨大的潜力。
随着全球清洁能源需求的不断增加，定日镜场光学仿真技术的发展将为太阳能的利用提供更加可靠、高效的技术支持，推动清洁能源的发展和应用。
6. 总结与回顾本文主要从定日镜场光学仿真的概念、重要性、应用以及个人观点进行了综合的阐述。
定日镜场光学仿真在塔式太阳能热电系统中具有重要的地位，其在清洁能源领域的应用前景十分广阔。
塔式太阳能热发电中定日镜的设计及性能分析
安装均能满足批量生产要求。
对图２进行力学分析，可得出电动推杆额定力
矩与风抗负载的关系，表达式为：
√ Ｆ 电≥
２Ｍ 风 ｓ ４ｌ２２ｓ２－（ｌ２２＋ｓ２－ｌ１２）２
（１）
式中，Ｆ 电为电动推杆额定力矩；Ｍ 风为转化到 水平轴上的风抗力矩；ｌ１、ｌ２、ｓ 分别为水平轴轴心 和电动推杆上两个旋转轴心三者之间的距离。校核
电动推杆的输出力矩时，需仿真计算出定日镜多角
度的风抗负载（即提取出水平轴风抗力矩 Ｍ 风），从 而按式（１）计算出电动推杆所需最小输出力。
四 方位角传动设计 方位角传动采用了蜗杆传动与一齿差传动两
级传动［６，７］。其中，蜗杆传动可实现自锁、大传动 比；二级传动为一齿差传动，如图 ３ 所示，其具备 传动比大和体型小的特点。综上特点，可将垂直轴 传动部件与垂直轴集成为一体。该垂直传动体型 小，便于安装、拆卸，且又保证了整体刚性。
ｃ．光学仿真
图 ５ 光斑仿真计算流程
七 成本 本节对定日镜进行成本估算，研究对象为基
于一齿差传动、丝杆和 １４ｍ２ 镜子的定日镜。具体 价格估算见表 １。分析表 １ 可知，每 ｍ２ 镜子的定日
项目
垂直轴传动 水平轴传动 垂直管 镜子支架 镜子 定日镜成本
表 1 价格估算表
单价
用量 总价
／元
／元
２５００
目前业内企业激烈竞争的过程中只重视产能、追 求销售额、忽视产品质量和效益（利润）的做法是注 定要失败的。
三 坚定信心 稳中求进 稳中求进，是党中央确定的今年工作的总基
调。“坚持稳中求进，坚持科学发展，我国一定能 实现更长时期、更高水平、更好质量的发展”。历 史地看，“稳”才能更科学地发展、更持久地前进。 过去 ２０ 多年里，正是靠稳扎稳打，一步一个脚印， 我们产业才“积小成为大成”，推动着我国太阳能 热利用事业不断向前，取得了举世瞩目的成就。当 前，复杂多变的国际政治经济环境及国内经济运 行的新情况新变化，对我们行业的发展提出了新 挑战。越是形势复杂多变，就越要头脑清醒、立场 坚定；越是面对风险挑战，就越要迎难而上、奋发 有为。我们必须深刻地认识到，在多种的思潮中， 思想无定力，难以凝聚发展力量；在错杂的环境 下，心若有旁骛，极易错失发展良机。只有不为困 难风险所惧，把思想认识统一到中央的决策部署 上，把智慧力量凝聚到既定的目标任务上，才能扎 扎实实地稳中求进，取得各项工作的新进展、新突 破、新成效，确保“十二五”太阳能热利用产业发 展目标顺利实现。
塔式定日镜运动规律
塔式定日镜运动规律塔式定日镜是一种用于跟踪和聚焦太阳光的装置，其运动规律直接影响到太阳能的利用效率。
本文将详细介绍塔式定日镜的运动规律，主要包括以下方面：1.跟踪太阳轨迹塔式定日镜需要通过传感器检测太阳的位置，并运用控制算法驱动机械结构，以准确跟踪太阳轨迹。
为了确保太阳光能够始终垂直照射到镜面，需要不断调整镜面的朝向。
太阳传感器的精度和机械结构的稳定性是实现这一目标的关键因素。
2.精确对准塔式定日镜需要从水平、俯仰和方位三个方向上进行精确对准，以确保太阳光能够集中到指定的位置。
对准的精度直接影响到太阳能的利用效率，因此需要采用高精度的对准技术。
在实际应用中，可以采用激光对准、GPS对准等方式来提高对准精度。
3.反射和聚焦塔式定日镜通过反射和聚焦太阳光，将光线聚集到指定位置，以实现太阳能的高效利用。
反射和聚焦的原理是利用镜面的反射和折射作用，将太阳光聚集到一个小的区域，以便在该区域安装太阳能电池板。
镜面的反射率和形状是影响反射和聚焦效果的关键因素。
4.耐候性塔式定日镜需要适应各种气候条件，包括高温、低温、风、雪、腐蚀等。
为了提高耐候性，需要选用具有良好性能的材料，如不锈钢、铝合金等，并采用特殊的表面处理技术，如热镀锌、喷塑等，以提高装置的抗腐蚀能力。
同时，需要定期进行清洁和维护，以保持装置的正常运行。
5.维护和清洁塔式定日镜需要定期进行维护和清洁，以保持装置的正常运行和高效能。
维护和清洁包括定期检查传感器、机械部件和电气系统是否正常工作，清除镜面上的尘土和污垢以减少光线的遮挡等。
应制定相应的维护和清洁计划，以保证塔式定日镜能够长期稳定运行。
6.防雷和接地塔式定日镜位于较高的位置，容易遭受雷击。
因此，防雷和接地是塔式定日镜的一个重要环节。
为了防止雷击对设备的影响，需要安装避雷针等防雷设备。
同时，设备的接地也是一个重要环节，可以将电流引入大地从而避免设备损坏。
接地还可以防止静电积累，提高设备的安全性。
塔式太阳能热电系统定日镜场光学仿真与应用研究
塔式太阳能热电系统定日镜场光学仿真与应用研究一、本文概述本文旨在探讨塔式太阳能热电系统中定日镜场的光学仿真与应用研究。
塔式太阳能热电系统作为一种高效、清洁的可再生能源利用方式，近年来受到了广泛关注。
定日镜场作为该系统的核心组成部分，其光学性能的优劣直接影响到整个系统的集热效率和运行稳定性。
因此，对定日镜场进行光学仿真研究，对于优化系统设计、提高系统性能具有重要的理论和实践意义。
本文首先介绍了塔式太阳能热电系统的基本原理和组成，重点阐述了定日镜场的工作原理和关键技术。
在此基础上，详细描述了光学仿真的基本原理和方法，包括光线追踪、光学性能评价等。
接着，本文重点探讨了定日镜场的光学仿真模型建立与优化，通过模拟不同条件下的光线反射和聚焦过程，分析了定日镜场的光学性能影响因素及其优化策略。
本文还介绍了定日镜场在实际应用中的挑战与解决方案，包括镜面材料选择、镜面误差校正、控制系统设计等。
通过案例分析，展示了光学仿真在定日镜场设计、优化和运维中的实际应用效果，验证了光学仿真方法的有效性和可靠性。
本文总结了塔式太阳能热电系统中定日镜场光学仿真与应用研究的主要成果和贡献，展望了未来的研究方向和应用前景，为推动塔式太阳能热电系统的进一步发展提供了有益参考。
二、塔式太阳能热电系统概述塔式太阳能热电系统（Concentrated Solar Power, CSP）是一种利用大规模反射镜场（定日镜场）将阳光聚焦到塔顶接收器上，通过热机转换热能为电能的发电技术。
该系统主要由定日镜场、塔顶接收器、热机和储能系统等几个关键部分组成。
定日镜场是塔式太阳能热电系统的核心部分，由大量反射镜（定日镜）组成，每个定日镜都能够单独调整角度，以确保反射的阳光能够精确地汇聚到塔顶接收器上。
通过先进的控制系统，定日镜场可以在不同的时间和天气条件下实现高效的光学聚焦。
塔顶接收器是接收并吸收定日镜场反射聚焦光能的装置，通常采用液态盐或者熔融金属作为吸热介质，能够在高温下稳定工作，并将吸收的热能传递给热机。
定日镜跟踪控制系统的研究
光传 感器 定位 直 射 阳光后 ， 阳光传 感器 云 台步进 电机 机组 的旋 转 角 度信 息 与阳 光传 感器 云 台的基 准信 息 比较 ，得 到阳 光入射 角 ｎ和 阳 光传 感器 云 台的偏 转角 度＋Ａ Ｑ。
跟踪 激 光器 云 台根据 阳光 入射 角 ａ及 阳光 传感 器云 台 的偏转 角 度＋Ａ Ⅱ，确 定 跟 踪激 光 角度 ，也 即阳 光 出射 角 Ｂ和跟 踪 激光 器 云 台的偏 转 角 度．△ ａ；当跟 踪 激 光器 云 台确定 了阳光 出射 角 Ｂ和 云 台偏转 角 度 一Ａ ａ以后 ，跟踪 激 光器 启 动 ， 以 出射 光 的光 路 ，照 射 汇 聚镜 。阳 光入射 角 ｄ＝阳光 出射 角 Ｂ。
从 动 镜 云 台驱 动 步进 电机 组 运 转 的 结 果数 据 ，反 馈 至 上位 机 控 制器 ， 以监 控从 动镜 群组 工作 状 态 ，从动 镜群 组完 成一 天定 日跟 踪周 期 ，依据 上位 机控 制器 的指 令 ，折 返至 起始 点 。从动 镜群 组规 模 ，依据汇 聚镜 汇 聚光 斑的精 度确 定 。
当 前 ，太 阳 能热 发 电按 照 太 阳 能采 集 方 式 的不 同， 可 以 分为 太 阳 能槽 式 发 电 、太 阳 能塔 式 热 发 电和 太 阳 能碟 式 热 发 电三 种 。 其 中 ，塔 式 太 阳 能 热 发 电控 制 系 统 中 ，定 日镜跟 踪 控 制 装 置 设 计 的 是 否合 理 至 关 重 要 ，因 为 只有 这 样 才 能 使 得所 有 定 日镜 都 能将 太 阳光 全 部 反 射 到 集 热 器 ，但 是 现 有 的 定 日镜跟 踪 控 制 技 术 大 多 采 用 定 日镜 单 镜 光 跟 踪 控 制方 式或 群 镜 时 控跟 踪方 式 ，这 些 方 法 用 于 大 规 模 镜 场 时 ， 成本 高 、跟 踪精 度 差 、 热 效率 低 ，更 大 的 问 题 是管 理维 护 成本 过 高 ，检 测维 修 困难 。
浅谈太阳能塔式光热发电定日镜
浅谈太阳能塔式光热发电定日镜（场）1.定日镜的原理及特点定日镜原理如图1所示，由于太阳在天空中的位臵是不断移动的，阳光的照射角度也时刻都在变化，定日镜则通过反射镜的旋转对太阳进行跟踪，使阳光经过反射后能以一定的方向出射，这样就能实现太阳能的大量聚集，改变太阳辐射能流密度低的缺点。
一般的定日镜是由反射镜、镜架及基座、跟踪传动系统、控制系统等组成。
单台定日镜的反射面一般为球面或抛物面，这就使得定日镜可以在将阳光反射定位的同时进行聚焦。
图1：定日镜聚光示意图2.定日镜组成定日镜是由反射镜、镜架及基座、跟踪传动系统、控制系统等组成的聚光装臵，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臵之一。
为确保塔式太阳能热发电站的正常、稳定、安全和高效运行, 定日镜的总体性能应达到如下基本要求: 镜面反射率高、平整度误差小; 整体结构机械强度高、能够抵御8级台风袭击; 运行稳定、聚光定位精度高; 操控灵活、紧急情况可快速撤离;可全天候工作;可大批量生产; 易于安装和维护,工作寿命长等。
反射镜反射镜是定日镜的核心组件。
从镜表面形状上分, 主要有平凹面镜、曲面镜等几种。
在塔式太阳能热发电站中, 由于定日镜距位于接收塔顶部的太阳能接收器较远, 为了使阳光经定日镜反射后不致产生过大的散焦, 把95%以上的反射阳光聚集到集热器内, 目前国内外采用的定日镜大多是镜表面具有微小弧度的平凹面镜。
从镜面材料上分, 主要有张力金属膜反射镜、玻璃反射镜等几种。
张力金属膜反射镜造价相对较低，但是反射率较低、结构复杂。
故目前已建成投产的塔式热电站的定日镜以及待建、拟建的塔式热电项目等均采用玻璃反射镜。
玻璃反射镜结构如图2、3所示，最上层由4～5mm的超白低铁玻璃作为基体（降低铁的含量是为了提高玻璃的透光率），镀一层银层（银反射率可达97%以上）作为反射层。
最后加一层铜层作为保护层及过渡层，。
有时还会把银层封夹在两层玻璃之间或喷涂上多层漆保护层使其保护性能更好。
基于光学效率与热效应的塔式太阳能定日镜场布置及优化研究
标题：基于光学效率与热效应的塔式太阳能定日镜场布置及优化研究引言：太阳能作为一种清洁、可再生的能源，受到了广泛关注。
而太阳能塔技术作为一种高效利用太阳能的方法，具有较高的能量转换效率和灵活性。
然而，在塔式太阳能系统中，定日镜场的布置与优化对能量收集和转换起着至关重要的作用。
本文旨在研究基于光学效率与热效应的塔式太阳能定日镜场的布置与优化策略。
一、定日镜场布置的原理与影响因素1.1 定日镜场布置的原理定日镜场是将太阳光聚焦到太阳能塔顶部的装置，其主要作用是提高太阳能的收集效率。
定日镜场的布置需要考虑日晷角、方向角和倾斜角等参数，以实现最佳的光学效率。
1.2 影响定日镜场布置的因素定日镜场布置的影响因素包括地理位置、季节变化、太阳高度角和建筑物阴影等。
合理考虑这些因素可以实现定日镜场的最佳布置和优化。
二、定日镜场布置与优化策略2.1 场地选择与布局在选择场地时，应考虑太阳辐射强度、地形地貌、建筑物阻挡等因素。
优化布局可以通过合理安排定日镜的位置和方向，以最大程度地提高光的聚焦效率。
2.2 定日镜的形状与材料定日镜的形状和材料对光学效率和热效应有着重要影响。
常见的定日镜形状包括平面镜和曲面镜，而材料的选择则需要考虑反射率、耐高温性和成本等因素。
2.3 控制系统与跟踪技术定日镜场的控制系统和跟踪技术可以有效提高定日镜的精确度和稳定性。
常见的控制方式包括自动跟踪系统和人工干预控制系统，根据具体情况选择合适的方法。
2.4 温度管理与热效应控制太阳能塔系统中会产生较高的温度，因此需要进行温度管理和热效应控制。
采用冷却系统、热隔离材料等措施可以降低温度对定日镜场的影响，提高系统的稳定性和寿命。
三、定日镜场布置与优化实例分析本文以某塔式太阳能电站为例，通过模拟和分析不同定日镜场布置方案的光学效率和热效应，在实际应用中验证了优化策略的有效性。
结果表明，合理的定日镜场布置与优化能够显著提高太阳能的收集效率和系统的运行稳定性。
塔式太阳能热发电系统中定日镜场的优化控制策略
塔式太阳能热发电系统中定日镜场的优化控制策略徐明1，吴峻2，祝雪妹11 南京师范大学电气与自动化工程学院，南京，210422 浙江医学高等专科学校，杭州，310053摘要：在塔式太阳能热发电系统中，提高定日镜的追日精度、减少光斑在接收器上的溢出率是提高太阳能的收集效率的有效手段。
减小定日镜的追日控制周期，将提高定日镜的追日精度和降低光斑的溢出率，但这将会引起定日镜场自耗电的增大、镜场运行成本增加和缩短定日镜的使用寿命。
为了解决上述问题，本文以塔式太阳能热发电系统中的定日镜为研究对象，根据太阳运动规律及定日镜与光斑接收面之间的光学成像关系，对定日镜位置、反射光线在接收面上的光斑位置及控制周期之间的关系展开了研究。
通过大量的仿真计算，提出了最佳控制周期的镜场优化控制策略，进一步得出了定日镜场的优化设计布局方案，仿真结果表明了上述方法的有效性。
关键词：塔式太阳能热发电、定日镜、优化控制、镜场布局Optimal Control Strategies for Heliostat Field in CentralReceiver Solar Power PlantXU Ming 1, WU Jun 2, ZHU Xue-mei 11 School of Electrical and Automation Engineering, Nanjing Normal University, Nanjing, 2100422 Department of Control Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, 310027Abstract: In order to obtain higher efficiency of solar energy in central receiver solar power system, it requires improving accuracy of heliostat tracking and minimizing spillage of solar facula, however, the shorter control period of heliostat is, the more energy consumption and cost of heliostat field are. To account for this problem, according to the law of the motion of the sun and optical imaging mechanism, this paper researched on the heliostat and calculated the correlation among control period, the heliostat geometric position and the solar facula position formed by reflected rays projected on the aim point of the central receiver. Through substantive simulation experiments, the control strategy named partitioned minimum-period is presented and applied to optimize the heliostat field layout. The result of simulation validates the method.Keywords: Central Receiver Solar Power; Heliostat; Optimizing Control; Heliostat Field Layout基金项目：工业控制技术国家重点实验室开放课题基金（编号：ICT1122）资助 通讯作者：祝雪妹（1965--），女，博士，教授，主要从事太阳能热发电系统的建模、优化和控制研究。
塔式太阳能热发电站用定日镜跟踪误差校正系统研究开题报告
塔式太阳能热发电站用定日镜跟踪误差校正系统研究开题报告一、选题背景随着全球对气候变化和环境保护的重视，太阳能已成为世界各国推动可持续发展的重要能源之一。
太阳能热发电是太阳能利用的一种形式，采用太阳能聚光器将太阳能转化为热能，再通过传热介质（如水、油等）将热能传输到锅炉或蒸发器中，最终驱动涡轮发电机转动发电。
定日镜是太阳能热发电站的核心装置之一，其结构复杂，跟踪误差容易出现。
为了提高太阳能利用率和发电效率，需要研究定日镜的跟踪误差校正系统。
二、研究目的和意义目的：本研究旨在设计一种可行的定日镜跟踪误差校正系统，以提高太阳能热发电站的发电效率和经济效益。
意义：随着全球能源需求的不断增长和对环境保护的重视，太阳能热发电作为一种可再生、清洁的能源形式，有着广阔的发展前景。
然而，目前太阳能热发电站中跟踪误差较大，效率低下的问题仍然存在。
本研究的成果可以为太阳能热发电行业提供理论基础和实践指导，同时也具有较高的经济和社会价值。
三、研究内容本研究主要内容包括以下几个方面：1.定日镜跟踪误差的分析与测量2.定日镜跟踪误差校正系统的设计3.系统性能测试和数据分析4.结合实际太阳能热发电站对系统进行应用和优化测试四、研究方法本研究采用实验和理论相结合的方法，具体研究流程如下：1.收集太阳能热发电站相关文献资料，了解行业现状和发展趋势。
2.分析定日镜跟踪误差的原因和测量方法，建立跟踪误差模型。
3.设计定日镜跟踪误差校正系统，利用模拟软件进行仿真和测试优化。
4.制作实验样机，进行性能测试和数据分析。
5.结合实际太阳能热发电站进行应用和优化测试。
五、预期成果1.研究可行的定日镜跟踪误差校正系统，为太阳能热发电站的提高发电效率和经济效益提供技术支持。
2.实验样机的制作和性能测试，为系统的推广和优化提供参考。
3.发表一篇学术论文，介绍研究方法和实验结果，为太阳能热发电行业提供参考。
六、研究计划本研究预计完成时间为1年，具体计划如下：第1-2个月：文献调研和分析，建立跟踪误差模型。
塔式太阳能热电系统定日镜场光学仿真与应用研究
塔式太阳能热电系统定日镜场光学仿真与应用研究1. 引言塔式太阳能热电系统定日镜场光学仿真与应用研究，是一个备受关注的领域。
在本文中，我们将从多个角度对这一主题进行全面评估，并探讨其深度和广度。
2. 定日镜场光学仿真在塔式太阳能热电系统中，定日镜场光学仿真起着至关重要的作用。
定日镜是将太阳能聚焦到太阳能接收器上的关键装置，而光学仿真则可以帮助我们更好地理解光线的传播规律，提高镜场的光学效率。
2.1 研究方法在光学仿真中，通常采用的方法包括光线追迹法、有限元法等。
通过建立精确的数学模型，可以模拟出太阳光在定日镜场中的传播轨迹，为系统设计和优化提供有力的依据。
2.2 应用前景定日镜场光学仿真的应用前景非常广阔，不仅可以用于太阳能发电领域，还可以在光伏发电、光热利用等方面有所应用。
3. 塔式太阳能热电系统的研究与应用塔式太阳能热电系统是一种利用太阳能进行发电的技术，它以其高效、环保等特点受到人们的关注。
3.1 工作原理塔式太阳能热电系统主要由太阳能接收器、热储罐、发电机等组成。
通过定日镜将太阳能聚焦到接收器上，产生高温热量，再将热量转化为电能。
3.2 技术挑战尽管塔式太阳能热电系统具有巨大的发展潜力，但在实际应用中仍然面临着诸多技术挑战，如光学损失、高温腐蚀等。
3.3 应用前景随着清洁能源的重要性日益凸显，塔式太阳能热电系统在未来将有着广阔的应用前景。
4. 个人观点与总结通过对塔式太阳能热电系统定日镜场光学仿真与应用研究的深入了解，我对其前景和挑战有了更清晰的认识。
我相信，随着科技的不断进步，塔式太阳能热电系统定日镜场光学仿真将在未来发挥越来越重要的作用。
在总结的结尾，我们可以明显感受到，通过本篇文章的撰写，我们对塔式太阳能热电系统定日镜场光学仿真与应用研究这一主题的了解更为全面、深刻和灵活。
希望通过不断的学习和探索，我们能够为推动清洁能源技术的发展做出自己的贡献。
以上就是根据您提供的内容，我撰写的关于塔式太阳能热电系统定日镜场光学仿真与应用研究的文章。
塔式太阳能热发电站定日镜场聚焦策略优化方法
塔式太阳能热发电站定日镜场聚焦策略优化
方法
塔式太阳能热发电站的定日镜场聚焦策略优化方法可以从以下几个方面进行考虑和改进：
1.镜子调整角度优化：定日镜场中的镜子角度对太阳光的聚焦效果有很大影响。
通过计算当前太阳高度角和方位角，结合日地运动规律，可以确定最佳的镜子调整角度，使得太阳光能够最大程度地集中在接收器上，提高光热转换效率。
2.镜子形状和面积优化：定日镜场中的镜子形状和面积也会影响聚焦效果。
可以采用数学模型和优化算法，结合接收器的位置和形状、太阳位置、镜子与接收器之间的距离等因素，确定最佳的镜子形状和面积分布，使得太阳光能够更加精确地聚焦在接收器上。
3.镜子跟踪系统优化：定日镜场的镜子跟踪系统可以通过改进控制算法和传感器精度等方面进行优化。
利用先进的自动化控制技术，可以实时跟踪太阳位置的变化，并精确调整镜子的角度和位置，使得太阳光可以始终聚焦在接收器上，提高能量收集效率。
4.镜面清洁和维护优化：镜子的表面会受到污染和老化等因素的影响，需要定期进行清洁和维护。
可以采用自动清洁装置和定期巡检制度，及时清理镜子表面的尘土和污垢，并进行镜面质量检测和修复，保持镜面的反射效果和寿命。
综上所述，通过优化镜子调整角度、形状和面积、跟踪系统以及镜面清洁和维护等方面，可以提高塔式太阳能热发电站定日镜场的聚焦效果，提高光热转换效率，进而提高发电站的整体性能。
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其中，塔式太阳能热发电技术是大型太阳能热发电中最为经济的发电形式。
由于我国在太阳能热发电领域的相关研究起步较晚，尚有很多关键问题亟待解决。
本课题希望通过分析太阳运动规律，研究定日镜聚光跟踪控制，尽可能在最大优化的条件下对太阳能实现最大程度的利用，从而推动太阳能热发电技术的发展，使得太阳能热发电技术可以得到更加成熟、广泛的应用。
具体内容包括：（1）太阳运动轨迹的研究根据太阳运动模型，计算太阳的高度角和方位角，模拟太阳在一天内运动轨迹的变化，并进行了仿真。
（2）定日镜聚光跟踪系统的研究根据欧拉旋转矩阵、入射和反射原理、太阳高度角和方位角，计算定日镜的高度角和方位角，并对镜场中的定日镜的追日跟踪控制进行了仿真。
仿真结果表明，本课题中提出的太阳运动模型及定日镜跟踪控制模型是切实可行的，为深入研究塔式太阳能热发电技术，实现大规模定日镜的高精度、高效率、经济化跟踪控制奠定了良好的基础。
关键词：塔式太阳能热发电；太阳运动轨迹；定日镜跟踪控制；仿真AbstractWith the mass consumption of fossil energy and a sharp deterioration in the global environment, solar thermal power generation technology has become one of the effective solutions. Among them, the tower solar thermal power generation technology in large-scale solar thermal power generation is the most economic forms of power generation. Due to the related research in the field of solar thermal power generation in China started relatively late, there are a lot of key problems to be solved. I hope this topic by analyzing the movement of the sun law, research the heliostat the condensertracking control, as far as possible the conditions of the maximum optimized to achieve maximum use of solar energy, so as to promote the development of solar thermal power generation technology, make solar thermal technologies can be more mature and widely used. The concrete content includes:(1) Research of the sun trajectoryAccording to the sun motion model, calculate the altitude Angle andazimuth Angle of the sun, simulate the sun's movement in one day change,and carry out the simulation.(2) Research of the focusing heliostat tracking systemAccording to the Eular rotation matrix, principle of incidence andreflection, the altitude Angle and azimuth Angle of the sun,calculate thealtitude Angle and azimuth Angle of the heliostat, and simulate heliostatsin the heliostat mirrors field.The simulation results show that, the motion model and the heliostat tracking control model in this topic is feasible. For further research on tower solar thermal power generation technology, realizing large-scale heliostats of high precision, high efficiency and economization tracking control has laid a good foundation.Key words: solar power tower system; the sun trajectory; the heliostat trackingcontrol; simulation目录摘要 .................................................................. ..................................................................... .. (I)Abstract ............................................................ .. (II)第1章绪论 .................................................................. . (1)1.1课题研究的目的和意义 .................................................................. .. (1)1.2太阳能热发电技术的概述 .................................................................. (1)1.3太阳能热发电技术的三种主要方式 .................................................................. (2)1.3.1槽式太阳能热发电................................................................... .. (2)1.3.2塔式太阳能热发电................................................................... .. (2)1.3.3碟式太阳能热发电................................................................... .. (3)1.3.4三种太阳能热发电方式的比较 .................................................................. . (4)1.4 塔式太阳能国内外研究现状 .................................................................. (4)1.5本研究的主要内容 .................................................................. .. (5)1.6本章小结 .................................................................. (5)第2章太阳运动轨迹研究 .................................................................. . (6)2.1太阳与地球的运动规律 .................................................................. (6)2.2太阳方位坐标系的选取及相关角度的计算 (7)2.2.1坐标系的选取 .................................................................. (7)2.2.2太阳赤纬角和时角的计算 .................................................................. . (8)2.2.3太阳的高度角和方位角计算 .................................................................. (8)。
塔式太阳能电站中定日镜的关键技术综述
塔式太阳能电站中定日镜的关键技术综述作者：杨延坤来源：《科学与信息化》2020年第21期摘要定日镜场是塔式太阳能电站中的核心系统，其建设费用约占整个电厂总成本的50%，能量损失占整个系统的47%，因此降低定日镜成本、提高定日镜聚光效果对塔式电站至关重要。
目前对定日镜场的研究主要分为三个部分：定日镜本身的设计、定日镜的跟踪系统以及定日镜场布局。
关键词定日镜场;塔式太阳能电站;聚光效果1 定日镜的设计定日镜主要由镜面、支架、基座等部分组成。
镜面用以反射光线，其聚光性能至关重要，而聚光性能则与面型有关。
定日镜面型有平面镜、曲面镜两种。
平面镜对于光线没有汇聚作用，因此平面镜的面积不能过大，一般在1～2m2间，采用，否则无法形成较好的光斑;曲面镜则与之相反，面积可达到100m2以上，但其成本高、安装调试困难。
镜面材料主要有两种，一种是镀银的低铁玻璃反射镜，这种镜面结构简单、反射率高，是目前主要应用的材料;另一种是张力金属膜反射镜，镜面由一张金属膜构成，可以通过调节定日镜内部压力来调节定日镜的焦距，但镜面结构復杂，金属膜的清洁烦琐。
定日镜有矩形、圆形、多边形等多种形状，考虑土地利用率的情况下，定日镜最好设计为六边形，而考虑强风作用下反射光会偏离原有轨道的话，定日镜设计为正方形最好。
定日镜的支架一般采用金属框架，能减小镜面重量，减小定日镜运行时的能耗。
定日镜的底座分为独臂式和圆形底座式，独臂支架式结构简单但需要更多材料，圆形底座式稳定性较好但结构复杂[1]。
2 定日镜的跟踪系统定日镜为保证将不同时刻的太阳光反射至吸热器，必须跟踪太阳运动。
定日镜的跟踪方式有闭环、开环以及开闭环相结合3种。
闭环跟踪是使用传感器形成反馈跟踪，传感器测定太阳的位置作为反馈信号，提供位置的误差来控制定日镜调整形态。
常用的传感器有光敏传感器、光电池等。
这种方法精度高、成本高，但在多云等恶劣的天气情况下无法使用，无法规模化应用;开环跟踪是确定当前时刻太阳位置、定日镜的空间位置和吸热器的空间位置，通过光的反射定理即入射角等于反射镜，从而确定定日镜的姿态。
塔式太阳能发电系统定日镜控制研究
塔式太阳能发电系统定日镜控制研究唐丽婵;陆宇;汤雪华【期刊名称】《科技视界》【年(卷),期】2014(0)18【摘要】As environmental pollution and resource waste becoming increasingly obvious, the importance of the new energy has been more and more apparent. As a representative of the new energy, solar energy has been widely used. The tower plants have the highest concentration ratio in the solar thermal power generation technology, which is the reason why tower plants can operate of a higher temperature, so that it can give higher efficiency and more power of the system. Therefore, solar tower power generation has a good application prospect.%随着环境污染和资源浪费问题的日益突出，新能源的重要性已越来越明显。
太阳能作为新能源家族中的代表能源已广泛成为人们所利用的对象。
在太阳能热发电技术中，塔式发电系统的聚光比最高，因此塔式发电系统可以进行更高温度的运行，从而导致更高的系统效率以及更多的电力产出。
因此，太阳能塔式发电有着良好的应用前景。
【总页数】2页(P257-258)【作者】唐丽婵;陆宇;汤雪华【作者单位】上海电气集团股份有限公司中央研究院，中国上海200070;上海电气集团股份有限公司中央研究院，中国上海200070;上海电气集团股份有限公司中央研究院，中国上海200070【正文语种】中文【相关文献】1.一种塔式太阳能热发电系统中定日镜跟踪控制装置及其控制方法 [J], 彭志萍2.塔式太阳能热发电定日镜的控制系统设计 [J], 郭亚楠3.塔式太阳能镜场三轴支撑定日镜控制装置 [J], YANG Chen;XUE Zheng;FANG Yanjun;DONG Zhengcheng4.塔式太阳能热发电站定日镜追踪控制系统的设计 [J], 王金伟5.基于STM32的塔式太阳能热发电定日镜双轴控制实验系统设计与实现 [J], 冯涛;李擎;王常策;崔家瑞;潘月斗;库都斯因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
塔式太阳能电站定日镜场的聚焦策略研究
塔式太阳能电站定日镜场的聚焦策略研究黎韦偲;马纪明【摘要】针对目前塔式太阳能电站定日镜场存在的聚焦目标单一的缺点,改进并提出了多聚焦目标的聚焦优化策略.基于定日镜聚光成像的二维高斯分布模型,通过多目标优化,应用分组优化的序列二次规划算法,得到了定日镜场聚焦策略的帕累托最优解集,提高了聚焦策略的完备性,有效地兼顾了定日镜场聚焦策略中集热效率问题和局部过热问题.文章还讨论了定日镜分组对聚焦策略的影响.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2016(034)004【总页数】6页(P475-480)【关键词】塔式太阳能电站;定日镜场;序列二次规划法;聚焦策略【作者】黎韦偲;马纪明【作者单位】北京航空航天大学中法工程师学院,北京 100191;北京航空航天大学中法工程师学院,北京 100191【正文语种】中文【中图分类】TM615塔式太阳能热发电系统一般由定日镜场、集热塔、吸热器、储热系统和发电系统组成[1]，[2]。
塔式太阳能热发电站的吸热器位于吸收塔顶部，定日镜场将太阳能反射聚焦到吸热器上，加热其中的工质（水），产生过热蒸汽，推动汽轮机发电（图1）。
定日镜场的聚焦策略直接影响吸热器上的能流分布。
在太阳能聚集加热的过程中，如果能量分布不均或聚焦温度过高，将会导致吸热器变形，甚至烧毁。
因此，制定合适的定日镜场聚焦策略来优化吸热器上的能流分布，防止局部过热是十分重要的。
国内外许多学者针对镜场聚焦策略进行了深入研究。
Sakulkalavek提出了针对装有外部集热器的电站镜场聚焦优化策略，以达到更高的聚光倍数，却没有考虑到可能出现的吸热器过热现象[3]。
Andrien Salome提出一种避免过热故障的定日镜聚焦策略，但是其优化目标只是让能量分布尽可能平均，与实际的换热需求尚有一定差距[4]。
鉴于塔式太阳能热发电站定日镜场目前的聚焦策略存在的诸多问题，本文基于定日镜场成像的二维高斯模型，提出了兼顾聚光效率和避免局部过热的双聚焦目标；采用序列二次规划算法（Sequential Quadratic Programming，SQP）对镜场进行分组优化，得到镜场定日镜聚焦点位置分布集合；计算出吸热器能流分布的帕累托最优解集；并分析分组优化对聚焦策略的影响。
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塔式定日镜追日跟踪控制与聚光策略研究
以塔式定日镜追日跟踪控制与聚光策略研究为标题
随着可再生能源的快速发展，太阳能作为一种清洁、可持续的能源越来越受到关注。
太阳能集热器是太阳能利用的重要设备之一，能够将太阳能转化为热能。
为了提高太阳能集热器的效率，塔式定日镜追日跟踪控制与聚光策略成为研究的热点。
塔式定日镜是一种通过反射太阳光的方式进行聚光的设备。
它的优势在于可以将太阳光线集中到一个点上，从而提高热能的密度。
然而，由于太阳的位置不断变化，塔式定日镜需要实时追踪太阳的位置，以确保光线能够准确地聚焦在集热器上。
塔式定日镜的追日跟踪控制是实现太阳能集热器高效工作的关键。
追日跟踪控制系统需要根据太阳的位置信息，精确地控制塔式定日镜的角度和方向，使其能够始终对准太阳。
传统的追日跟踪方法主要基于光电传感器和电动驱动装置，通过检测太阳位置和控制镜面的转动来实现太阳的跟踪。
然而，由于光电传感器的精度和响应速度的限制，这种方法存在一定的局限性。
近年来，基于图像处理和计算机视觉的追日跟踪方法得到了广泛研究。
利用摄像头采集太阳图像，通过图像处理和计算机视觉算法，可以准确地识别太阳的位置。
然后，通过控制系统对塔式定日镜进行调整，实现太阳的追踪。
这种方法不仅提高了追日跟踪的精度，
还可以实时调整镜面的角度和方向，适应不同天气条件下太阳光线的变化。
除了追日跟踪控制，聚光策略也是提高太阳能集热器效率的重要因素之一。
塔式定日镜的聚光策略主要包括两个方面，即镜面调整和光线分配。
镜面调整是指根据太阳的位置和光线的入射角度，调整塔式定日镜的角度和方向，使其能够最大程度地聚焦光线。
光线分配是指根据集热器的结构和材料特性，将聚光后的光线合理地分配到集热器的各个部分，以提高热能的收集效率。
在镜面调整方面，研究者们提出了多种策略。
其中一种常用的策略是最大化镜面入射角，即使太阳光线与镜面的入射角尽可能大。
这样可以提高光线的入射强度，增加热能的密度。
另外，还可以根据太阳的位置和光线的入射角度，利用数学模型和优化算法，实现自动化的镜面调整。
光线分配是聚光策略中的另一个重要环节。
合理地分配光线可以减少能量损失，提高集热器的效率。
一种常用的分配策略是将光线聚焦在集热器的中心区域，以确保高温区域的集热效果最大化。
此外，还可以通过调整集热器的结构和材料，改变光线的传输和吸收特性，进一步提高热能的收集效率。
塔式定日镜追日跟踪控制与聚光策略是提高太阳能集热器效率的关键。
通过研究追日跟踪控制和聚光策略的方法和策略，可以实现太
阳能集热器的自动化运行和高效能量转换。
未来，随着技术的不断创新和发展，塔式定日镜的追日跟踪控制与聚光策略将进一步优化，为太阳能利用提供更多可能性。