盧振武 研究員(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所)
主要匯報了973計劃課題一(太陽輻射高效聚集與鏡場時空協同理論)的研究進展與成果。課題的主要研究內容是:(1)能流高效傳輸的非成像聚光機理;聚光場能流傳輸的動態分配機制;(3)聚光器及跟蹤系統的適應性設計。課題的研究目標是:(1)建立聚光器與接收面間的高效聚光和能流傳輸的物理模型;(2)探悉聚光器結構與材料的環境適應性機制及跟蹤誤差自主糾偏機制;(3)建立新型高效聚光系統和高精度跟蹤體系;(4)探索新型光學聚光曲面,并研制具有低成本前景的聚光器原理樣機。課題擬解決的關鍵科學問題是:(1)揭示聚光過程中輻射能流矢量的時空分布規律;(2)闡明能流矢量的時空分布對吸熱效率的影響機理;(3)探索太陽輻射可控傳輸及高效光熱轉換規律;(4)建立聚光與吸熱協同設計理論。
本年度的工作進展如下:
1)完成了鏡場優化設計軟件(Models for Solar Field Design, SFDM1.0)的編寫,可對鏡場結構進行優化,分析電站發電量,模擬吸熱器表面能流分布。解決了鏡場聚光與吸熱協同優化設計問題,即采用鏡場分區控制,達到聚光與吸熱協同。 2)完成了新型定日鏡的光機電加工。基于非成像聚光理論,設計并研究了非球面定日鏡的聚光特性,可有效提高鏡場聚光比。新型非球面定日鏡由100面小尺寸微弧面玻璃反光鏡拼接而成。單元鏡采用槽沉成形法加工,尺寸0.35m×0.35m,面形精度優于10%,成本低,光斑直徑12cm。3)開展了定日鏡跟蹤精度測試方法研究。采用照像法檢測定日鏡的跟蹤誤差,對單臺定日鏡和多臺定日鏡,跟蹤精度的檢測方法不同。4)完成了定日鏡跟蹤和控制軟件的編寫。5)開展了聚光器檢測方法研究,即槽式曲面反光鏡面形測試方法研究,槽式聚光器拼接面形測試方法研究,定日鏡拼接面形測試方法研究。(供稿:國家太陽能光熱產業技術創新戰略聯盟)