塔式太阳能热发电站镜场的设计优化

简介：
本研究聚焦于提高塔式太阳能热发电站镜场效率与性能的创新设计方法。通过优化布局、追踪系统及反射镜设计，旨在最大化能量收集并减少环境影响。 为了提高塔式太阳能电站镜场的集光效率，需要优化设计镜场布局。基于非成像光学原理，提出了一种结合腔式吸热器几何特性和定日镜年均效率因子的方法来限制镜场边界，并以此提升定日镜的光学性能。通过规则化布置方式简化了优化过程，从而加快了优化速度。 采用蒙特卡罗光线追踪技术建立数学模型，利用参数搜索算法对镜场结构进行优化设计，在Matlab环境中开发了一套专门用于镜场优化的设计软件。该软件经过西班牙PS10太阳能电站的实际案例验证后证明其有效性与可靠性。 运用此软件为北京一座装机容量达10兆瓦的塔式太阳能电站进行了镜场布局规划，结果显示年均光学效率达到了64.15%，这一数值接近于国际上同类设施（如PS10）的表现水平，并且处于世界领先地位。