塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站仿真

【摘要】：太陽(yáng)能是一種可再生的清潔能源,如何應(yīng)用太陽(yáng)能解決能源和污染問(wèn)題是當(dāng)前的重要研究方向。塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)作為理想的大規(guī)模發(fā)電方式,其應(yīng)用前景十分廣闊。其中聚光鏡場(chǎng)設(shè)計(jì)是電站設(shè)計(jì)的核心,但是目前可查的聚光鏡場(chǎng)設(shè)計(jì)方法中存在不完善的問(wèn)題。同時(shí),三維視景仿真技術(shù)日益成熟,其應(yīng)用從最開(kāi)始的軍工領(lǐng)域推廣到工業(yè)設(shè)計(jì)、醫(yī)療、教學(xué)等眾多領(lǐng)域中,并推動(dòng)對(duì)應(yīng)領(lǐng)域的發(fā)展。本論文對(duì)塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站聚光鏡場(chǎng)設(shè)計(jì)方法與定日鏡聚光追日過(guò)程進(jìn)行研究分析,并且結(jié)合三維視景仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),應(yīng)用Pro/E、MultiGen Creator、Vega Prime及Visual Studio軟件建立基于MFC的可視化聚光鏡場(chǎng)視景仿真系統(tǒng)。本論文的主要成果有以下幾點(diǎn)：1.通過(guò)調(diào)研國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn),提出了以放射狀柵格法為理論基礎(chǔ)的輻射網(wǎng)格狀聚光鏡場(chǎng)排布方式,在此基礎(chǔ)上建立定日鏡位置坐標(biāo)的數(shù)學(xué)模型,形成了較為完善的聚光鏡場(chǎng)設(shè)計(jì)方法。該布置方法較為有效的避免較大的光學(xué)損失。2.通過(guò)對(duì)太陽(yáng)運(yùn)行軌跡的分析,建立了以太陽(yáng)高度角和方位角為指標(biāo)的太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)模型并驗(yàn)證該運(yùn)行算法的有效性。進(jìn)一步分析定日鏡的運(yùn)行方式和對(duì)太陽(yáng)光的反射原理,在太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)模型的基礎(chǔ)上,建立以定日鏡高度角和方位角為指標(biāo)的定日鏡追日模型。3.以額定功率為70KW發(fā)電站為仿真對(duì)象,通過(guò)Pro/E建立仿真模型,采用Creator/Vega Prime完成仿真系統(tǒng)的模型簡(jiǎn)化、配置和驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)可視化視景仿真效果。4.以Visual Studio為開(kāi)發(fā)平臺(tái),通過(guò)Vega Prime和OpenGL混合編程,開(kāi)發(fā)出了可以重現(xiàn)聚光鏡場(chǎng)追日過(guò)程的視景仿真系統(tǒng)。交互界面中設(shè)置有豐富的菜單功能,對(duì)應(yīng)有快捷鍵操作方式,并添加仿真場(chǎng)景實(shí)時(shí)信息顯示窗口實(shí)時(shí)顯示仿真場(chǎng)景運(yùn)行參數(shù)。該視景仿真系統(tǒng)功能較為完善、具有友好的交互界面且操作簡(jiǎn)單,達(dá)到了較為理想的效果。在實(shí)際使用中,系統(tǒng)既可用于聚光鏡場(chǎng)設(shè)計(jì)中,幫助用戶快速直觀獲得太陽(yáng)和定日鏡相關(guān)參數(shù)信息,也可用于教學(xué)或演示中,幫助觀察者直觀的理解塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站工作原理與聚光鏡場(chǎng)追日過(guò)程。 【關(guān)鍵詞】：塔式太陽(yáng)能 定日鏡 視景仿真 Creator/Vega Prime/MFC
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題的研究背景10-11
• 1.2 塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 第2章 塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電及其視景仿真概述17-24
• 2.1 太陽(yáng)能熱發(fā)電概述17-21
• 2.1.1 太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的特點(diǎn)17
• 2.1.2 太陽(yáng)能熱發(fā)電與光伏發(fā)電比較17-18
• 2.1.3 三種聚焦式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)比較18-21
• 2.3 三維視景仿真系統(tǒng)概述及應(yīng)用21-23
• 2.3.1 視景仿真系統(tǒng)簡(jiǎn)介21
• 2.3.2 視景仿真系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法21-22
• 2.3.3 視景仿真在機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 聚光鏡場(chǎng)的設(shè)計(jì)方法的研究24-34
• 3.1 聚光鏡場(chǎng)的總體描述24-27
• 3.1.1 現(xiàn)有聚光鏡場(chǎng)布置方法24-26
• 3.1.2 本文聚光鏡場(chǎng)設(shè)計(jì)思路26-27
• 3.2 聚光鏡場(chǎng)基本參數(shù)確定27-30
• 3.2.1 塔高計(jì)算27-29
• 3.2.2 定日鏡數(shù)量估算方法29
• 3.2.3 聚光鏡場(chǎng)邊界的限制29-30
• 3.3 聚光場(chǎng)的布置設(shè)計(jì)30-31
• 3.3.1 聚光鏡場(chǎng)布置設(shè)計(jì)的基本原則30
• 3.3.2 確定定日鏡之間的間距30-31
• 3.3.3 建立定日鏡位置坐標(biāo)的數(shù)學(xué)模型31
• 3.4 算例31-32
• 3.5 本章小結(jié)32-34
• 第4章 聚光系統(tǒng)場(chǎng)景的構(gòu)建及其運(yùn)動(dòng)仿真34-47
• 4.1 視景仿真的總體設(shè)計(jì)34-35
• 4.1.1 視景仿真的目標(biāo)和要求34
• 4.1.2 視景仿真的方法和步驟34-35
• 4.2 太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)模型的仿真35-40
• 4.2.1 太陽(yáng)基本參數(shù)的計(jì)算35-37
• 4.2.2 日照時(shí)間的確定37-38
• 4.2.3 太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)模型的仿真和分析38-40
• 4.3 定日鏡追日聚光模型的建立40-42
• 4.3.1 定日鏡的跟蹤方式40-41
• 4.3.2 定日鏡的反射原理41
• 4.3.3 定日鏡聚光追日模型的建立41-42
• 4.4 聚光鏡場(chǎng)三維場(chǎng)景的構(gòu)建42-46
• 4.4.1 聚光系統(tǒng)模型的構(gòu)建43-44
• 4.4.2 工作場(chǎng)景的構(gòu)建44-46
• 4.5 本章小結(jié)46-47
• 第5章 基于MFC的聚光系統(tǒng)視景仿真47-67
• 5.1 VEGA PRIME應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)47-51
• 5.1.1 Vega Prime系統(tǒng)結(jié)構(gòu)47
• 5.1.2 Vega Prime應(yīng)用組成47-48
• 5.1.3 Vega Prime場(chǎng)景配置48-51
• 5.2 創(chuàng)建基于MFC平臺(tái)的VP應(yīng)用程序框架51-55
• 5.2.1 配置Visual Studio的編譯環(huán)境51-53
• 5.2.2 基于MFC應(yīng)用程序框架53-55
• 5.3 仿真系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)55-66
• 5.3.1 聚光鏡場(chǎng)運(yùn)行的控制56-58
• 5.3.2 菜單功能的實(shí)現(xiàn)58-64
• 5.3.3 仿真場(chǎng)景實(shí)時(shí)信息顯示窗口的實(shí)現(xiàn)64-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 總結(jié)與展望67-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73

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