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太阳能反射聚集光路调控设计及
OPTICAL ADJUSTMENT DESIGN OF REFLECTING SOLAR CONCENTRATOR AND ENERGY CONVERSION ANALYSIS OF CPVT SYSTEM
摘要
Abstract
Contents
符号表
第1 章 绪 论
1.1 研究背景及意义
1.2 自由曲面光学技术研究现状
1.2.1 自由曲面的光学设计方法研究现状
1.2.2 自由曲面在工程领域的应用
1.2.3 自由曲面技术在太阳能领域的应用
1.3 太阳能聚光调控领域研究现状
1.4 聚光太阳能热电联合转换技术的研究现状
1.4.1 直接分能量形式的聚光型热电联合利用
1.4.2 分光谱形式的热电联合利用
1.5 本文的主要研究内容
第2章 基于聚集能流矢量约束的太阳能反射面型设计方法
2.1 二维光路系统空间面型构造方法
2.1.1 偏斜光线矢量传输原理及齐次坐标矩阵表示方法
2.1.2 传统二维离散面形点计算方法
2.1.3 圆弧过渡假设下的二维几何构造法
2.1.4 离散点的三维几何构造法
2.2 三维光路系统空间面型构造方法
2.2.1 构造及求解流程
2.2.2 建立发射/目标面的能量映射关系
2.2.3 建立初始几何结构
2.2.4 蒙特卡洛光线追迹
2.2.5 累积反馈迭代优化
2.2.6 三维空间面型设计算法有效性验证
2.3 基于矢量矩阵光路传输建模方法的可靠性验证
2.3.1 CDTS 光路系统的矢量法建模
2.3.2 聚集光斑能流测试与实验验证
2.4 本章小结
第3 章 太阳能聚集及动态定向传输调控方法
3.1 空间太阳能电站聚光系统调控分析
3.1.1 对称式二次平面反射聚集系统建模
3.1.2 STFC 在轨聚集/调控性能研究
3.1.3 STFC 在轨调控方案
3.2 动态跟踪自由面系统的光路设计方法
3.2.1 面积均分要求下的假想球面离散点
3.2.2 静态条件下的球面均分网络映射
3.2.3 初始静态离散点下的序列对应关系
3.2.4 动态能量网格映射下的矢量球离散点生成
3.2.5 Delaunay 三角形拼接及其凸包边界
3.3 三维动态空间矢量球的性能模拟与分析
3.3.1 静态条件下的初始自由面能量传输特性
3.3.2 动态网格逐步跟踪特性
3.4 本章小结
第4 章 太阳能聚集能量的分区域PVT 转换特性
4.1 采用杯状多孔吸热芯的容积式腔体耦合传热分析
4.1.1 物理模型
4.1.2 基本控制方程
4.1.3 边界条件
4.1.4 数值求解方法
4.1.5 计算结果分析
4.2 碟式聚集系统高斯外边缘能流再利用系统分析
4.2.1 自由面型卡塞格林反射聚集系统模型
4.2.2 正/反向光路传输模式
4.2.3 接收面位置参数影响
4.2.4 太阳圆锥角及跟踪误差影响
4.2.5 分光能量占有比的影响
4.3 非成像光学系统外边缘能流再利用系统研究—AR-CCPC
4.3.1 AR-CCPC 数学模型
4.3.2 AR-CCPC 反射模块性能分析
4.3.3 AR-CCPC 吸收模块及联合性能分析
4.3.4 AR-CCPC 传热性能分析
4.4 本章小结
第5 章 太阳能CPVT 系统的能量转换特性分析
5.1 梯度功能结构容积式吸热腔体能量分析模型
5.1.1 物理模型
5.1.2 基本控制方程
5.1.3 曲面光学窗口及其MC 追迹模型
5.1.4 吸热腔体能量分析网络框架
5.2 高斯外边缘能流分能下的热电联合利用系统能量分析
5.2.1 原理方案及其能量分析模型
5.2.2 光路传输相关参数的影响
5.2.3 热转换相关参数的影响
5.2.4 电能转换相关参数的影响
5.3 基于光谱分离技术的热电联合利用系统能量分析
5.3.1 聚光分频作用下的光伏电池转换效率
5.3.2 截止波长对CPVT 系统转换效率的影响
5.4 本章小结
结论
参考文献
附录A 太阳跟踪角度计算公式
攻读博士学位期间发表的学术论文
哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限
致谢
个人简历
