碟式太陽能聚光系統(tǒng)光斑質(zhì)量分析技術(shù)

【摘要】：對聚光系統(tǒng)的光斑質(zhì)量進行分析是碟式太陽能發(fā)電技術(shù)一個重要研究內(nèi)容,目標是判斷斯特林發(fā)動機熱接收器上的能量分布是否滿足發(fā)電條件。由于能量的強度與均勻性分別關(guān)系到系統(tǒng)的輸出功率與熱接收器的安全,因此得到真實、準確的光斑質(zhì)量分析結(jié)果至關(guān)重要。本文根據(jù)成像系統(tǒng)在不同參數(shù)(感光度)下,紅、綠、藍各成像分量對光照能量的響應關(guān)系,提出了一種新的聚光系統(tǒng)光斑質(zhì)量分析技術(shù)。主要研究內(nèi)容如下:1、介紹碟式太陽能發(fā)電系統(tǒng)的鏡面調(diào)焦與光斑質(zhì)量分析技術(shù),指出傳統(tǒng)光斑質(zhì)量分析方法存在的問題。2、采集并分析相機在不同感光度下對線性灰階卡(即線性光照能量系統(tǒng))成像的各分量數(shù)據(jù),根據(jù)所得到的結(jié)果做出實驗推論:相機感光度ISO取400時成像的藍色分量對光斑原始亮度信息有近似線性響應關(guān)系,較適合反應熱接收面的能量分布信息。3、根據(jù)發(fā)電系統(tǒng)的已知參數(shù),利用實際光斑圖像、太陽輻射值及發(fā)電數(shù)據(jù)等信息,計算反應系統(tǒng)特性的相關(guān)參數(shù);通過對比理論測算量,驗證結(jié)論的正確性。4、利用本文提出的光斑質(zhì)量分析技術(shù),設(shè)計并實現(xiàn)為一款利用計算機自動讀入光斑圖像、計算圖像各分量對應聚光效率、展現(xiàn)能量二維及三維分布圖的系統(tǒng)軟件。研究結(jié)果表明:相機在感光度為400時成像的藍色分量對能量光斑原始亮度分布信息的響應效果最佳。利用該方法對聚焦光斑進行分析具有數(shù)據(jù)真實、結(jié)果可靠等優(yōu)點,且其思想和過程對不同的相機與環(huán)境同樣適用,具有較強的工程可行性。 【關(guān)鍵詞】：光斑質(zhì)量 感光度 均方根誤差 相關(guān)系數(shù) 軟件設(shè)計
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題的研究背景與意義10-14
• 1.2 創(chuàng)新點14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)14-16
• 第2章 鏡面調(diào)焦與光斑分析技術(shù)16-22
• 2.1 鏡面調(diào)焦的原因和最終目標16-18
• 2.2 光斑分析方法介紹及存在的問題18-20
• 2.2.1 光斑分析方法18-20
• 2.2.2 存在的問題20
• 2.3 本章小結(jié)20-22
• 第3章 亮度信息采集方法22-29
• 3.1 硬件系統(tǒng)22-23
• 3.1.1 相機的選擇22
• 3.1.2 中性濾光鏡介紹22-23
• 3.2 圖像失真原因23-25
• 3.2.1 無符號8位與16位整數(shù)的轉(zhuǎn)換23-24
• 3.2.2 相機三種圖像格式介紹24-25
• 3.3 軟件系統(tǒng)25
• 3.4 特性分析25-27
• 3.5 本章小結(jié)27-29
• 第4章 光斑質(zhì)量分析29-46
• 4.1 灰階卡與光斑圖像獲取30-33
• 4.1.1 獲取灰階卡圖像30
• 4.1.2 獲取光斑與背景圖像30-33
• 4.2 分析相機取不同ISO值對灰階卡的響應33-39
• 4.2.1 計算灰階卡圖像RGB各分量的像素平均值34-35
• 4.2.2 均值數(shù)據(jù)的線性擬合35-37
• 4.2.3 均方根誤差37-38
• 4.2.4 相關(guān)系數(shù)38-39
• 4.3 計算理論平均發(fā)電量39-43
• 4.4 分析焦點分布的均勻性43-44
• 4.5 本章小結(jié)44-46
• 第5章 實驗結(jié)論驗證與軟件設(shè)計46-52
• 5.1 獲取實際發(fā)電量數(shù)據(jù)46
• 5.2 計算實際平均發(fā)電量46-47
• 5.3 驗證實驗結(jié)論47-49
• 5.4 軟件設(shè)計49-51
• 5.5 本章小結(jié)51-52
• 第6章 結(jié)論與展望52-55
• 6.1 全文總結(jié)52-53
• 6.2 研究不足與展望53-55
• 參考文獻55-58
• 致謝58-59
• 攻讀學位期間參加的科研項目和成果59

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