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【精编范文】定日镜,研究报告-word范文模板 本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！ == 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ == 定日镜,研究报告 篇一：塔式太阳能定日镜控制系统研究 南 京 师 范 大 学 毕业设计（论文） （ 201X 届） 题 目： 塔式太阳能定日镜控制系统的研究学 院： 电气与自动化工程学院 专 业： 专业方向： 电力系统及其自动化班 级：210904D学 号： 21090437姓 名： 濮昌期指导教师： 祝雪妹 职 称： 教授 填写日期： 电气与自动化工程学院 制 摘 要 随着化石能源的大量消耗和全球环境的急剧恶化，太阳能热发电技术成为了有效的解决途径之一。其中，塔式太阳能热发电技术是大型太阳能热发电中最为经济的发电形式。由于我国在太阳能热发电领域的相关研究起步较晚，尚有很多关键问题亟待解决。本课题希望通过分析太阳运动规律，研究定日镜聚光跟踪控制，尽可能在最大优化的条件下对太阳能实现最大程度的利用，从而推动太阳能热发电技术的发展，使得太阳能热发电技术可以得到更加成熟、广泛的应用。具体内容包括： （1） 太阳运动轨迹的研究 根据太阳运动模型，计算太阳的高度角和方位角，模拟太阳在一天内运动轨 迹的变化，并进行了仿真。 （2） 定日镜聚光跟踪系统的研究 根据欧拉旋转矩阵、入射和反射原理、太阳高度角和方位角，计算定日镜的 高度角和方位角，并对镜场中的定日镜的追日跟踪控制进行了仿真。 【精编范文】定日镜,研究报告-word范文模板 仿真结果表明，本课题中提出的太阳运动模型及定日镜跟踪控制模型是切实可行的，为深入研究塔式太阳能热发电技术，实现大规模定日镜的高精度、高效率、经济化跟踪控制奠定了良好的基础。 关键词：塔式太阳能热发电；太阳运动轨迹；定日镜跟踪控制；仿真 Abstract With the mass consumption of fossil energy and a sharp deterioration in the global environment, solar thermal power generation technology has become one of the effective solutions. Among them, the tower solar thermal power generation technology in large-scale solar thermal power generation is the most economic forms of power generation. Due to the related research in the field of solar thermal power generation in China started relatively late, there are a lot of key problems to be solved. I hope this topic by analyzing the movement of the sun law, research the heliostat the condenser tracking control, as far as possible the conditions of the maximum optimized to achieve maximum use of solar energy, so as to promote the development of solar thermal power generation technology, make solar thermal technologies can be more mature and widely used. The concrete content includes: (1) Research of the sun trajectory According to the sun motion model, calculate the altitude Angle and azimuth Angle of the sun, simulate the sun's movement in one day change, and carry out the simulation. (2) Research of the focusing heliostat tracking system According to the Eular rotation matrix, principle of incidence and reflection, the altitude Angle and azimuth Angle of the sun, calculate the altitude Angle and azimuth Angle of the heliostat, and simulate heliostats in the heliostat mi rrors field. 【精编范文】定日镜,研究报告-word范文模板 The simulation results show that, the motion model and the heliostat tracking control model in this topic is feasible. For further research on tower solar thermal power generation technology, realizing large-scale heliostats of high precision, high efficiency and economization tracking control has laid a good foundation. Key words: solar power tower system; the sun trajectory; the heliostat tracking control; simulation 目 录 摘 要 ................................................................................................................................................................. I Abstract .................................................................................................................... II 第1章 绪论 ............................................................................................................. 1 1.1课题研究的目的和意义 ................................................................................................................. 1 1.2太阳能热发电技术的概述 ............................................................................................................ 1 1.3太阳能热发电技术的三种主要方式 .......................................................................................... 2 1.3.1槽式太阳能热发电............................................................................................................... 2 1.3.2塔式太阳能热发电............................................................................................................... 2 【精编范文】定日镜,研究报告-word范文模板 1.3.3碟式太阳能热发电............................................................................................................... 3 1.3.4三种太阳能热发电方式的比较 ........................................................................................ 4 1.4 塔式太阳能国内外研究现状 .......................................................................................... 4 1.5本研究的主要内容 ........................................................................................................... 5 1.6本章小结 ........................................................................................................................... 5 第2章 太阳运动轨迹研究 ..................................................................................... 6 2.1太阳与地球的运动规律 ................................................................................................... 6 2.2太阳方位坐标系的选取及相关角度的计算 ................................................................... 7 2.2.1坐标系的选取 ......................................................................................................... 7 2.2.2太阳赤纬角和时角的计算 ..................................................................................... 8 2.2.3太阳的高度角和方位角计算 ................................................................................. 8 【精编范文】定日镜,研究报告-word范文模板 2.3太阳运动轨迹的算法与仿真 ........................................................................................... 9 2.3.1 SPA算法简介 ......................................................................................................... 9 2.3.2太阳运动轨迹的软件仿真 ................................................................................... 13 2.4 本章小结 ........................................................................................................................ 15 第3章 定日镜运动规律研究与仿真................................................................... 16 3.1定日镜的简介 ................................................................................................................. 16 3.2定日镜视日轨迹跟踪方式的选取 ................................................................................. 16 3.3欧拉旋转矩阵原理 ......................................................................................................... 17 3.4定日镜角度的定义及求解 ............................................................................................. 19 3.4.1定日镜法线、高度角和方位角的定义 ............................................................... 19 3.4.2光反射原理简介 ................................................................................................... 20 【精编范文】定日镜,研究报告-word范文模板 3.4.3定日镜高度角和方位角的求解 ........................................................................... 21 3.5塔式太阳能定日镜场的模拟与仿真 ............................................................................. 23 3.6本章小结 ......................................................................................................................... 34 第4章 总结 与展望 ............................................................................................... 35 4.1本文总结 ......................................................................................................................... 35 4.2研究展望 ......................................................................................................................... 35 致 谢 ....................................................................................................................... 37 附 录 ....................................................................................................................... 38 参考文献 ................................................................................................................. 40 篇二：基于均匀设计与线性回归的定日镜结构优化设计 基于均匀设计与线性回归的定日镜结构优化设计 作者：李正农 梁笑寒 吴卫祥 王志峰 来源：《湖南大学学报·自然科学版》201X年第12期 摘 要：为节约材料，对定日镜结构进行了杆件优化设计研究.以定日镜平面和空间桁架的杆件尺寸为设计参数， 以位移及应力为约束，采用均匀设计法对某【精编范文】定日镜,研究报告-word范文模板 定日镜进行风荷载作用下的近似优化，得到目标（位移、应力及用钢量）与参数之间的近似函数关系，并详细给出了不同条件下优化后推荐使用的杆件规格.结果表明：优化后的用钢量比现有结构节省13.8%. 整个优化过程简单易行，优化结果可靠.。 关键词：定日镜；结构优化；回归分析；均匀设计 中图分类号：TV314 文献标识码：A 自1854年Mexwell提出最佳结构设计布局理论以来，结构优化的范围已从静力优化发展到动力优化，从单一目标优化到多目标优化.近年来，在大规模建设太阳能发电站的背景下，定日镜作为塔式太阳能发电系统的重要组成部分，对其进行优化分析具有重要意义. 以往的结构优化大多需要复杂的理论及冗长的程序编写，过程繁琐且复杂.为简化优化过程，提高优化效率，本文采用均匀设计（Uniform Design，UD）＼[1＼]法来选取试验点，制定试验方案，再利用有限元软件对选取的试验点进行等效风荷载作用下的静力分析，求出风荷载作用下的用钢量、最大镜面位移及钢材最大应力，然后得到合理的多元线性回归方程，在此基础上，以定日镜结构镜面最大位移和钢材最大应力不超过限值为约束条件，进行了结构优化分析（主要是尺寸优化），使用钢量最少最后给出了不同位移限值条件下推荐使用的杆件规格，以供同类结构初步设计时选用，整个过程简单明了，优化效果明显且可靠. 1 均匀设计法及其应用简介 均匀设计法是源于我国导弹设计的要求，继“优选法”和“正交设计法”之后，由方开泰教授和王元院士从试验点在整个试验范围内应均匀散布的角度出发，共同提出的一种将“数论方法”和“统计试验设计”相结合的试验设计方法，是对“数论方法”中 “拟蒙特卡罗方法”的应用，可高效地从全面试验点中挑选出部分具有代表性的、能反映体系主要特征试验点.与以往被广泛应用的“正交设计法”相比，它只考虑“均匀分散”而忽略“整齐可比”的要求，在达到相同偏差（Discrepancy）的精度下，显著减少了试验次数＼[3＼].以本文研究的问题为例： 4因素6水平，全面试验法需1 296次，正交设计法需36次，而本文所用方法最少只需6次（为得到更加精确的结果，一般要求试验次数为因素的3～5倍为宜，本文取为18次）. 该方法最初应用于军事领域，经过30多年的发展，现已广泛渗透到农业、医药、石化、船舶、电子等行业.近年来，在结构工程领域的应用也有着不少成功例子：文献＼[4＼]采用均匀设计法对预应力局部单、双层扁网壳结构进行了参数分析和近似优化，找出了合乎规范要求的理想参数水平组合；文献＼[5＼]以均匀设计方法为工具对一跨度为60 m、承受轴对称均匀荷载作用的刚性索穹顶结构进行分析，得到结构的最优参数组合；在岩土工程领域、可靠度分析及高耸结构实测测点布置等方面的应用也遍地开花＼[6-10＼].作为一种全新的试验方法，其发展方兴未艾，在工程领域中必将有更大作为. 【精编范文】定日镜,研究报告-word范文模板 2 定日镜结构的优化 2.1 问题的描述 定日镜是塔式太阳能发电系统中能定向反射太阳光的平面镜装置，其随太阳光线角度的变化而调整仰角及水平角，以实现对太阳的实时、有效跟踪，将太阳光线高效地反射到系统的集热装置.其造价占整个系统的60%以上，同时，定日镜长年处于室外，所受风荷载为控制荷载.本身的功能特点决定其对精度要求较高，与发电效率密切相关的镜面位移不能过大偏离原始设计位置. 本文主要研究在等效静力风荷载作用下，以镜面最大位移及钢材最大应力不超过限值为约束条件，通过优化使结构用钢量最小.与之相关的参数主要有平面桁架、空间桁架、横轴及立柱的尺寸等，各构件见图2.借鉴建筑工程中“强柱弱梁”的理念，考虑到横轴及立柱是定日镜的“柱”，对整个结构的安 2.2 风荷载的计算及静力分析 定日镜仰角的变化及风向的不确定性，使得结构所受风荷载十分复杂，角度定义见图3.文献＼[12＼]表明仰角α及风向角β越小，镜面板的净风压系数越大，即所受风荷载越大考虑到定日镜正常工作时其仰角多处于45°附近，本文取风荷载较大的α=30°，β=0°作为优化工况，安全且具有代表性. 篇三：201X 太阳能行业 研究报告 目录 一．概述........................................................................................................................................... 2 1.1太阳能的特点 ................................................................................................................... 2 1.2 太阳能的技术原理 .......................................................................................................... 4 1.2.1光伏的技术原理 .................................................................................................... 4 1.2.2 光热的技术原理 ................................................................................................... 4 【精编范文】定日镜,研究报告-word范文模板 二．太阳能的应用 ........................................................................................................................... 5 三．太阳能产业链 ......................................................................................................................... 13 3.1 光伏产业 ........................................................................................................................ 13 3.2 光热产业 ........................................................................................................................ 13 3.3 光伏发电和光热发电的比较......................................................................................... 16 四．市场分析 ................................................................................................................................. 18 4.1 光热发电国际市场 ........................................................................................................ 18 4.2 光热发电国内市场 ........................................................................................................ 21 五．总结......................................................................................................................................... 22 5.1 太阳能是未来能源发展的趋势 ............................................................................. 22 5.2 中国正在取代美国成为清洁能源的投资中心 ..................................................... 25 【精编范文】定日镜,研究报告-word范文模板 5.3 掌握核心技术是未来中国太阳能发展的关键 ..................................................... 26 六．投资建议 ................................................................................................................................. 28 6.1 太阳能行业的特点导致需要大规模持续投资 ..................................................... 28 6.2 光伏发展尽管开始复苏，但仍然受自身因素制约 ............................................. 29 6.3 目前光热技术实现应用在于替代部分燃煤、燃气锅炉 ..................................... 30 6.4 宝能在太阳能行业的投资 ..................................................................................... 31 七．附件......................................................................................................... 错误！未定义书签。 一．概述 太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。自地球形成以来，生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换（光伏）两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、 化学 能、水能等。 作为21世纪最清洁的能源之一, 太阳能在人们生活、工作中起到广泛的作用，越来越受到人们的青睐。人们对太阳能的利用，其中最有经济价值的就是将太阳能转换为电能。太阳能发电能够降低发电的成本,攻克传统的发电方式：火电和水电 长期以来存在的难以克服的弱点和缺点。并且在促进环保事业发展的同时降低对化石能源的消耗，缓解能源危机。所以,太阳能的投资前景毋庸臵疑。 1.1太阳能的特点 优点 1. 普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，便于采集，且无须开采和运输。 【精编范文】定日镜,研究报告-word范文模板 2. 无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。 3. 巨大：根据统计，全球目前每年的能源总消耗量，只相当于太阳24小 时照射在地球上的能量。每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于 130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。 4. 长久：根据太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而 地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。 缺点 1. 分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。 平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1,000W左右；若按全年日夜平均，则只有200W左右。而 在冬季大致只有一半，阴天一般只有1/5左右，这样的能流密度是很低的。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。 2. 不稳定性：由于受到昼夜、季节、 地理 纬度和海拔高度等自然条件的限 制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄能问题，即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来，以供夜间或阴雨天使用，但蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。 3. 效率低和成本高：太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的， 技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装臵，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。 1.2 太阳能的技术原理 1.2.1光伏的技术原理 光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装臵，由几乎全部以半导体物料（例如硅）制成的固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以【精编范文】定日镜,研究报告-word范文模板 长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表以及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋提供照明以及交通信号灯和监控系统，并入电网供电。光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电能。天台及建筑物表面均可使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装臵的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。 1.2.2 光热的技术原理 现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。海上太阳能项目新型船舶由它们反射的阳光都自动聚集到甲板中心的中央，加热锅炉里的水,产生高温高压蒸汽，推动发动机，从而产生电力。 二．太阳能的应用 太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。 太阳能的应用目前主要分为一下几个方面： 2.1 光伏发电 光伏技术是利用半导体的光电效应直接将太阳能转化为电能的一种技术。目前光伏技术已历经三代：晶硅电池、薄膜电池和聚光光伏电池。技术的发展来源于人们希望提高对光能的吸收效率、提高光能电能的转换效率、同时控制成本的要求。所以三代电池有着不同的技术特点： ? 晶硅电池：由于硅是最理想的太阳能电池材料，具有良好的光电转换效率，所以，人们首先想到了单一的以硅板作为介质接受太阳光并将其转换成电能。但由于硅的开采和提炼成本居高不下，所以成本高是这种电池的主要弊端。 ? 薄膜电池：顾名思义就是将一层薄膜制备成太阳能电池，因为其主要以铜铟镓硒或碲化镉作为硅的替代品进行光电反应，所以其制造成本较晶硅电池要低廉许多，但其效率也要明显低于晶硅电池，并且稳定性差。 ? 聚光电池：根本思想是利用旋转抛物面作为反射镜将太阳光汇聚到一交点上，并在这一点上安装一晶硅电池，从而增加光能转换率。与大面积铺设硅板不同，聚光电池只需在焦点处安装一小面积晶硅电池，从而大大降低了成本。缺点是在这种情况下晶硅电池的温度极易升高从而降低光电转换率。 本文来源：https://www.dywdw.cn/198bb8c35df7ba0d4a7302768e9951e79b896915.html
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2022-05-23
