【技术实现步骤摘要】
本申请属于塔式太阳能发电，尤其涉及一种挡光可调的非均匀镜场布置方法。
技术介绍
1、塔式太阳能聚光集热系统作为一种高效利用太阳能的技术，近年来得到了迅速的发展。这种系统通过大量布置在地面上的定日镜将太阳光聚焦至塔顶的吸热器上，通过这种方式将太阳辐射能转换为热能，进而通过热能转换系统转换为电能或其他形式的能量，以供人类使用。
2、聚光集热系统的设计与优化关乎整个光热电站的效率与经济性，其中镜场的经济投入就占约40％的比重，因此镜场布置设计十分必要。
3、目前塔式光热电站中，针对圆柱式吸热器所布置的镜场，传统的布置方式通常是环形对称布置，所谓的对称是指：同一环定日镜，东西南北环间距及左右间距相等，且与塔的径向距离相等。同时，镜场的布局优劣需要通过镜场光学效率来衡量，而镜场光学效率由余弦效率、大气传输效率、截断效率、阴影和遮挡效率、反射效率等分效率组成。位于镜场不同位置的定日镜，其光学效率分布不等，位于北侧的镜场余弦效率较高，南侧则相反，而由于太阳在塔的南侧，这导致镜场中北侧的定日镜多为直立姿态，其定日镜法线与地面的夹角较低，而南侧定日镜多为平躺姿态，其定日镜法线与地面的夹角较大，甚至镜面法线高度角能够达到90°，这导致北侧镜场挡光损失大于南侧镜场。
4、如果镜场中定日镜布置间距较大，导致整体镜场占地面积过大，会相应提高阴影挡光效率，但余弦效率、截断效率、大气传输效率将产生一定的损失；而镜场占地面积过小，虽然提高了余弦效率、截断效率以及大气传输效率，但阴影挡光效率将相应降低。而由于太阳在天空中的位置
5、通常设计一个镜场，需要兼顾上述5项光学效率参数进行镜场布局的优化。而统一进行考虑，将耗费大量的优化计算量，且不同时刻的优化结果不尽相同。传统的无挡光镜场布置，仅通过定日镜交错布置、远离塔位置按相同规律拉开镜场环间距的布置方式，这对于北半球塔式光热镜场中塔南侧的定日镜环，反而造成截断效率、余弦效率的损失，从而更多降低了整个镜场的光学效率。
技术实现思路
1、本申请的目的在于：为了克服现有技术问题，公开了一种挡光可调的非均匀镜场布置方法，本申请通过按南北不同区域进行无挡光距离以及挡光因子进行镜场布置距离的设置及调节方法，将南北镜场的布置密度采用非均匀的布置方法。可更好的利用镜场光学效率，并能够兼顾余弦效率及阴影挡光效率，对于镜场优化更加灵活；同时，在面对场地有限的情况下，通过灵活调节挡光因子、调节南北镜场非均匀的布置角来匹配有限场地的镜场布局需求。
2、本申请目的通过下述技术方案来实现：
3、一种挡光可调的非均匀镜场布置方法，所述非均匀镜场布置方法包括如下步骤：
4、s1：根据项目地的经纬度，计算出设计点时刻的太阳高度角α；
5、s2：设置第一环定日镜的半径r1、左右间距dm；
6、s3：通过交错布置，使第二环定日镜与第一环相邻两台定日镜的布置距离关系呈等边三角形，计算第二环定日镜与第一环定日镜的环间距δrcal，第三环定日镜与第二环相邻定日镜距离＝第四环定日镜与第三环相邻定日镜距离＝dm；
7、同时，设置镜场安全环间距rsafe，当计算的环间距δrcal<rsafe时，环间距＝rsafe，最终得出各环理论环间距δr0；
8、s4：根据设计点时刻太阳高度角α，根据定日镜当下的运动姿态，计算出每一环前后相邻定日镜之间的无挡光距离δr，同时，可设置一个无挡光系数，用来调节定日镜环间距离δrn＝δr·s，其中，0<s<2，且δrn＞rsafe；
9、s5：如果定日镜环间距离δrn<δr0，则相应环的环间距为δr0，如果δrn>δr0，则相应环的环间距为δrn。
10、根据一个优选的实施方式，步骤s3具体包括：
11、当δrcal<rsafe时，则δr0＝rsafe，此时每一环的理论环间距δr0是固定值rsafe；
12、当δrcal＞rsafe时，则δr0＝δrcal，此时每一环的理论环间距δr0是变化值δrcal。
13、根据一个优选的实施方式，步骤s4中，无挡光距离δr的计算结果基于定日镜结构形状和运动方式确定。
14、根据一个优选的实施方式，步骤s4中根据吸热塔南北两侧镜场无挡光环间距的不同，当无挡光环间距大于理论环间距时，即δrn>r0，时，镜场不同定日镜环呈现非同心圆的南北非均匀布置特征。
15、根据一个优选的实施方式，步骤s5还包括，当镜场处于北半球时，
16、进行镜场布置时，对镜场北侧各环间无挡光距离δr乘以一个无挡光系数s，使北侧镜场无挡光距离降低或增大，同时，对镜场南侧各环间无挡光距离δr除以一个无挡光系数s，使南侧镜场无挡光距离增大或降低。
17、根据一个优选的实施方式，步骤s5还包括，当镜场处于北半球时，
18、进行镜场布置时，对镜场中每一环定日镜进行布置角的非均匀设置：北侧定日镜左右间距小于或大于南侧定日镜的左右间距，且从北到南，相邻布置角等差变化。
19、根据一个优选的实施方式，当镜场处于北半球时，如镜场边界限制，导致南侧定日镜数量减小，吸热塔南侧壁温低于预设温度时，
20、则加密吸热塔南侧定日镜，包括：通过挡光距离缩小南侧的定日镜环间距，和/或通过缩小南侧布置角对南侧镜场加密的方式来布置镜场。
21、根据一个优选的实施方式，步骤s5还包括，当镜场处于南半球时，
22、进行镜场布置时，对镜场南侧各环间无挡光距离δr乘以一个无挡光系数s，使南侧镜场无挡光距离降低或增大，同时，对镜场北侧各环间无挡光距离δr除以一个无挡光系数s，使北侧镜场无挡光距离增大或降低。
23、根据一个优选的实施方式，步骤s5还包括，当镜场处于南半球时，
24、进行镜场布置时，对镜场中每一环定日镜进行布置角的非均匀设置：南侧定日镜左右间距小于或大于北侧定日镜的左右间距，且从南到北，相邻布置角等差变化。
25、根据一个优选的实施方式，当镜场处于南半球时，如镜场边界限制，导致北侧定日镜数量减小，吸热塔北侧壁温低于预设温度时，
26、则加密吸热塔北侧定日镜，包括：通过挡光距离缩小北侧的定日镜环间距，和/或通过缩小北侧布置角对南侧镜场加密的方式来布置镜场。
27、前述本申请主方案及其各进一步选择方案可以自本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种挡光可调的非均匀镜场布置方法，其特征在于，所述非均匀镜场布置方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的非均匀镜场布置方法，其特征在于，步骤S3具体包括：
3.如权利要求1所述的非均匀镜场布置方法，其特征在于，步骤S4中，无挡光距离ΔR的计算结果基于定日镜结构形状和运动方式确定。
4.如权利要求1所述的非均匀镜场布置方法，其特征在于，步骤S4中，根据吸热塔南北两侧镜场无挡光环间距的不同，当无挡光环间距大于理论环间距时，即ΔRn＞R0,时，镜场不同定日镜环呈现非同心圆的南北非均匀布置特征。
5.如权利要求1所述的非均匀镜场布置方法，其特征在于，步骤S5还包括，当镜场处于北半球时，
6.如权利要求4所述的非均匀镜场布置方法，其特征在于，步骤S5还包括，当镜场处于北半球时，
7.如权利要求4所述的非均匀镜场布置方法，其特征在于，当镜场处于北半球时，如镜场边界限制，导致南侧定日镜数量减小，吸热塔南侧壁温低于预设温度时，
8.如权利要求1所述的非均匀镜场布置方法，其特征在于，步骤S5还包括，当镜场处于
9.如权利要求7所述的非均匀镜场布置方法，其特征在于，步骤S5还包括，当镜场处于南半球时，
10.如权利要求7所述的非均匀镜场布置方法，其特征在于，当镜场处于南半球时，如镜场边界限制，导致北侧定日镜数量减小，吸热塔北侧壁温低于预设温度时，
...【技术特征摘要】
1.一种挡光可调的非均匀镜场布置方法，其特征在于，所述非均匀镜场布置方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的非均匀镜场布置方法，其特征在于，步骤s3具体包括：
3.如权利要求1所述的非均匀镜场布置方法，其特征在于，步骤s4中，无挡光距离δr的计算结果基于定日镜结构形状和运动方式确定。
4.如权利要求1所述的非均匀镜场布置方法，其特征在于，步骤s4中，根据吸热塔南北两侧镜场无挡光环间距的不同，当无挡光环间距大于理论环间距时，即δrn＞r0,时，镜场不同定日镜环呈现非同心圆的南北非均匀布置特征。
5.如权利要求1所述的非均匀镜场布置方法，其特征在于，步骤s5还包括，当镜场处于北半球...
【专利技术属性】
技术研发人员：张平，刘晓，奚正稳，华文瀚，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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