上海电气集团股份有限公司中央研究院 ■ 王浩林 张津 王魏

0 引言

随着人们生活水平的不断提高、国民经济的飞速发展和能源需求的不断扩大，太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的资源，已成为人们最关注、研究开发最多的一种新能源。聚光型太阳能热发电是典型的太阳能利用方式之一，其原理是利用太阳辐射所产生的热能进行发电。按聚光方式进行分类，主要有塔式、碟式、槽式和线性菲涅尔等[1-3]。本文针对线性菲涅尔集热系统存在遮挡和阴影及跟踪精度不高等问题，设计了一套具有高精度跟踪控制器的线性菲涅尔太阳能集热系统。

1 LFR集热器镜场布置原理

1.1 LFR集热器镜场布置原理

线性菲涅尔反射式(Linear Fresnel Refl ector，LFR)集热系统由反射镜场、吸收器和跟踪器组成。镜场一般采用南北方向布置，接收器固定安装在镜场中心上方。但由于反射镜间距、接收器体积和位置影响，LFR系统普遍存在遮挡和阴影现象。减小遮挡和阴影对系统的影响是线性菲涅尔集热系统设计需要解决的关键问题。Mills等[4]提出了紧凑型LFR聚光装置的概念，可减小遮挡和阴影造成的反射镜间距。本文提出了一种在没有遮挡的临界情况下的镜场布置方法，并按照该方法设计了一个微弧面反射镜场。

图1 镜场布置原理图

LFR集热系统镜场布置原理如图1所示。吸收器开口宽度为W，吸收器距离镜场中心O的高度为H，相邻反射镜距离为Sn，等弦长反射镜弦长为D，拱高为d，第n面反射镜与镜场中心O的水平距离为Qn，第n面反射镜中心切线与水平面夹角为βn，第n面反射镜下端点切线与水平面夹角βn,d。……