太阳能聚焦光斑能流密度测量方法评估.pdfVIP

第9卷 第2期 中国光学 V01．9 No．2 2016年4月 ChineseOptics Apr．2016 文章编号 2095—1531(2016)02-0255-08 太 阳能聚焦光斑能流密度测量方法评估 魏 素，肖 君 ，魏秀东，卢振武，王 肖 (中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033) 摘要：为了确定一种新型间接测量太阳能热发电系统聚焦光斑能流密度分布方法的测量误差范围，对其进行了进一步研 究。从理论公式出发，分析了该测量方法的误差源；使用球面小定 日镜、CCD相机 、漫反射板、中性密度滤光片等设备进 行了能流密度测量的实验，使用 MATLAB软件对实验数据进行处理，得到了漫反射板上聚焦光斑的能流密度分布和总 能量；实验时借助全站仪测量并计算了定 日镜中心的光线入射角，根据定日镜的面积和反射率、太阳直射辐射值、余弦效 率等计算了光斑能量的理论值，并与测量得到的聚焦光斑总能量比较，得出了实验条件下该方法测量光斑总能量以及能 流密度的相对误差为3．5％。该测量误差在允许范围内，进一步证实了该能流密度测量方法的正确性和可行性。 关 键 词：测量误差；能流密度测量；聚焦光斑；太阳能热发电 中图分类号：TK513．1 文献标识码：A doi：10．3788／CO0255 Evaluationoffluxdensitymeasurementmethodfor concentrated solarirradiance WEISu ，XIAOJun ，WEIXiu—dong，LU Zhen—WU，WANGXiao (ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsand ， ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China) Correspondingauthor，E—mail：xiaojun—nk@163．corn Abstract：Inordertoestimateitsmeasurementerrorrangewhenindirectlymeasuringthefluxdistributionon receiversofsolarthermalpowersystems，anew methodisstudied．Theerrorsourcesofthismethodareana- lyzedbasedonthetheoreticalequation．Anexperimenttomeasurethefluxdensitydistributionofaeoncentrat— edbeam isimplementedwithasphericalheliostat，aCCD camera，adiffusereflector，neutraldensityfilters andotherdevices．Thefluxdensitydistributionandtotalenergyoftheconcentratedsolarirradianceonthere— flectoriscalculatedwithaMATLABprogram．Theincidentangleofraysonthecenteroftheheliostatismeas— uredwith atotalstation．Thetheoreticalvalueofthebeam energyiscalculatedaccordingtoareaandreflectiv- ityoftheheliostat，thedirectnormalirradianceandcosineefficiency．Bycomparingthetheoreticalvalueof thebeam eneryg with themeasuredtotaleneryg ，therelativ