大型柔性小孔式太阳能聚光器的优化设计与精度控制研究

项目名称： 大型柔性小孔式太阳能聚光器的优化设计与精度控制研究

项目编号： No.51405112

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 李丽芳

作者单位： 哈尔滨工业大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 太阳能是一种清洁和丰富的新能源，具有可持续性。因受天气、大气层、昼夜交替等环境因素的影响，地面上能够利用的太阳能平均仅为250 W/m2，低能流密度导致太阳能发电系统成本较高。降低发电成本的有效途径之一是采用聚光光伏系统，用价格相对低廉的聚光器部分代替太阳能电池以减少给定功率所需的电池面积。大尺寸和高精度的要求使聚光器加工控制技术难度大。本项目拟提出一种高效能大型柔性抛物面聚光器的新构型，采用弹性薄板镜体上小孔优化分布的方式，改变聚光器镜体刚度函数，使弹性镜体两端相对牵引形成抛物面。研究小孔结构泄风机理，同时考虑聚光器服役环境的多因素耦合特点，建立聚光器在重力场、温度场、风场等多因素耦合环境下的多柔体系统动力学模型和动态聚焦精度模型，设计在线控制系统，通过有限元数值优化和试验验证本构型的有效性。与传统方法相比，这种聚光器具有高效能、轻质和低成本等优点，具备较高的商业应用价值和可融资性。

中文关键词： 太阳能；聚光器；优化设计；抛物面；

英文摘要： Solar energy is clean, abundant and sustainable. However, the available solar radiation flux distribution on the Earth is 250W/m2. Low energy density rises the cost of solar power systems. Concentrating photovoltaics (CPV) is a major method to diminish it

英文关键词： Solar energy；Concentrator；Optimal design；Parabolic；