摘要：目前工程应用的定日镜普遍存在支撑结构复杂、强度低、维护困难、制作成本高等问题,这使得太阳能热发电系统的初始投资成本高,降低了其竞争力。针对50 m^(2)定日镜在太阳能热发电系统中的应用,深入开展了其支撑结构在抗风载、抗雪载下的受力分析。仿真计算结果表明:50 m^(2)定日镜支撑结构具有更高的承载能力和稳定性,有效提升了定日镜的整体性能。基于受力分析结果提出了支撑结构组件材料选型建议。研究成果不仅为定日镜支撑结构的优化设计提供了理论依据,也为太阳能热发电技术的进一步发展提供了有力支持。

摘要：介绍了2023年“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛A题“定日镜场的优化设计”的命题背景和需要解决的问题,阐述了赛题的主要建模思路,给出了定日镜光学效率的计算模型,重点讨论了阴影遮挡发生和截断发生的判定条件.进一步,基于此模型,讨论了定日镜场的部分参数的优化设计,并给出了赛题的参考结果,最后,简要评述参赛论文评阅的总体情况.

摘要：基于HFLCAL模型,在考虑考虑定日镜切向面和矢状面有效偏差后,建立定日镜成像通量计算模型。采用定日镜成像通量计算模型,进行定日镜成像通量计算模拟,并与SolTrace软件计算结果进行量化对比分析。对比分析结果表明,二者在通量分布、光斑中心、成像通量等方面基本吻合,计算精度满足工程实践要求,适用于聚焦定日镜的成像通量计算。

摘要：高度概括研究目的、方法、结果及结论,展示该研究的创新之处。列出具体的实验条件及主要实验数据。力戒空洞,删除评论性语句。以新能源为主体的新型电力系统,是我国实现“碳达峰”“碳中和”目标的举措之一。塔式太阳能光热发电是一种低碳环保的新型清洁能源技术,因此塔式太阳能热发电电站中定日镜场优化布置问题在当前具有重大意义。本文从已有的数学出发,利用数学模型,借助matlab编程,将吸收塔建于该圆形定日镜场中心,利用几何模型公式计算出太阳高度角、太阳方位角、太阳赤纬角,进而计算出每个定日镜的光学效率,根据给定的月幅照度数据,计算每个时段辐照度,计算出每个定日镜接收的辐照热量并汇总得到总输出功率,再算出单位镜面面积的平均输出功率,最后得到定日镜场的年平均光学效率、年平均输出热功率,以及单位镜面面积年平均输出热功率,有助于合理设计定日镜场的位置以提高转化效率。

摘要：定日镜是一种捕捉和聚焦太阳光的光学组件,优化其配置和排列方式有助于最大限度地吸收太阳能并将其转化为热量。本文基于定日镜的光学性质,建立局部镜面坐标系和整体坐标系之间的坐标变换,根据中心极限定理,以反射光线整体误差为标准差,将集热器的截断效率和高斯分布相关联,对镜场输出热功率进行测算,初步建立了光热转化模型。在此基础上,本文根据整体效益最大化原则和光照均匀性理论,设立圆形径向交错的排列规则,以避免定日镜之间的光线遮挡,利用遗传算法对定日镜场的配置进行优化设计,将吸收塔约束于南偏西的光学效率较低处,实现能源效率的最大化,得到定日镜场年平均光学效率的优化率为16.65%,单位镜面面积的年平均输出热功率的优化率为12.18%,模型科学且有效。

摘要：针对定日镜场的优化设计问题,首先通过求解太阳的方位角和高度角,确定各定日镜的俯仰角和方位角,从而计算定日镜在不同时刻的光学效率,重点关注投影法求解阴影遮挡效率、光线追踪法和蒙特卡洛算法求解集热器截断效率等指标,建立了整个定日镜场的年平均输出热功率模型.在此基础上,通过调整吸收塔的位置以及定日镜的位置、数量和尺寸等变量,使单位面积镜面年平均输出热功率最大化,建立了单目标优化模型.由于变量数量庞大,采用遗传算法先只对定日镜的位置进行初步求解,发现定日镜的分布大致呈同心圆形态,在此基础上,利用变步长遍历进一步精确求解,最终得到了定日镜场的最优分布.

摘要：光热发电站核心装置定日镜常受到风载荷的作用而发生振动,不仅造成了聚光效率的降低,还影响了发电站的稳定运行。针对定日镜风致振动的特性,设计了一款基于磁流变弹性体(智能材料)变刚度性能的动力吸振器。首先通过数学建模分析原理并对其进行结构设计,其次利用ANSYS软件对其磁路特性、热力学特性进行仿真,分别研究吸振器的磁场强度、热量对其结构和磁流变弹性体的影响,最后通过动力学仿真验证动力吸振器对定日镜振动的吸收效果。结果表明,此动力吸振器可以实时跟踪外界激励的变化,并能有效抑制定日镜的风致振动。

摘要：根据部分工况的试验数据,通过均匀设计法和回归方程来得到全部工况的数据,以达到简化定日镜风洞试验、提高试验效率的目的,并在此基础上对定日镜群镜平均风力系数进行研究。首先,根据风洞试验得到群镜13个工况的平均风力系数值;其次,分别确定二元非线性回归方程,利用回归方程计算出全部工况下群镜的平均风力系数回归值;再次,通过对典型工况下平均风力系数进行研究得到其变化规律,并分析出全部工况下群镜平均风力系数整体的变化规律;最后得出群镜平均风力系数与单镜平均风力系数变化规律基本一致等相关结论。

摘要：定日镜作为典型的风敏感结构,设计中必须考虑其动力特性和风致响应。选用大涡模拟(large eddy simulation,LES)和分离涡模拟(detached eddy simulation,DES),结合一种新的湍流脉动流场产生方法(discretizing and synthesizing random flow generation,DSRFG)模拟风场的湍流边界条件,计算得到了0°风向角下0°、30°、60°镜面仰角下定日镜的流场分布和风荷载时程数据。建立了定日镜整体结构的有限元模型,进行了定日镜整体结构在不同镜面仰角下的风致响应分析。结果表明,通过与风洞试验结果对比,LES和DES能较好地预测出顺风向等效风荷载,但LES的结果更接近试验值;随着仰角增大,定日镜下部的共振峰值能量逐渐减小,上部的共振峰值能量逐渐增大;定日镜下部的最不利工况为仰角0°时,风振系数为3.1,中上部的最不利工况发生在仰角为60°时,风振系数分别为2.0、3.4;LES和DES能较好地模拟出流场中的紊流与涡旋,且随着仰角增大,尾流区变得狭长。结合风洞试验,为定日镜以及相似结构的数值模拟以及抗风设计提供了参考。

摘要：针对塔式太阳能热发电电站中定日镜场优化布置问题,提出一种基于自适应引力搜索算法的定日镜场优化布置方法。以Campo布置规则为基础建立比目标定日镜场大1.5倍的密集型初始镜场,将定日镜所在环的半径作为输入变量并将年均效率作为镜场优化布置的评价标准。通过在引力搜索算法中引入动态调整因子α,可提高算法在高维搜索问题方面的求解能力。最后以塞维利亚Gemasolar电站的定日镜场为例进行优化布置,证明使用自适应引力搜索算法优化后的定日镜场具有更高的年均效率。