塔式太阳能热电系统定日镜场光学仿真与应用研究

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塔式太阳能热发电作为一种理想的大规模发电方式，越来越受到各国重视。由于聚光子系统为塔式太阳能热电系统提供所需的太阳能，是实现太阳能热发电的基础，同时在整个系统中投资成本高，因此研究人员已经对聚光子系统的仿真进行了大量的研究工作。但目前仍存在一些问题:现有的仿真软件对于不同类型的镜场通用性较差，并且对镜面数量多或采用复杂光学模型时无法兼顾仿真速度和精度;另一方面，现有的仿真研究大多针对镜场设计，缺少对电站运行方面的探索。
　　针对上述问题，本文对镜场光学仿真的实现、算法加速和仿真程序的应用进行了研究，取得的主要成果如下:
　　 1.对太阳光传播过程中涉及的包括镜场、集热器等元素进行描述，分析定日镜场光学效率的组成和意义，在逐一求解单面定日镜效率的基础上实现镜场效率的计算，并进行了正确性验证。
　　 2.利用图形处理器(GPU)和CUDA计算平台，对镜场效率计算方法进行了并行化的研究，实现了效率计算的并行加速，在保证精度的前提下提高了计算速度。
　　 3.在镜场并行仿真程序的基础上进行了定日镜场调度的研究，在开环和闭环情况下，提出不同的镜场调度策略，并进行了模拟分析，结果表明了调度策略的有效性。
　　 4.研究了非平行光的传播模型，使用离散卷积结合像投影方法，对单一光源成像光斑、单镜面及多镜面成像进行了仿真，同时给出了溢出效率的计算方法。

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作者
谢飞;
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作者单位

浙江大学;

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授予单位浙江大学;
学科系统工程
授予学位硕士
导师姓名赵豫红;
年度 2013
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类太阳能的收集与贮存;自动控制、自动控制系统;
关键词
塔式太阳能热发电; 定日镜场; 并行计算; 光学仿真; 集热器成像; 图形处理器;

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