聚光设计与集热器
塔式光热电站的原理
塔式光热电站的原理塔式光热电站的工作原理可以分为几个步骤。
首先，该系统利用大面积的反射镜（也称为聚光器）将太阳能聚焦到一个集热器上。
这个集热器位于塔顶部，是一个中空的结构，内部涂有吸热涂层。
当太阳光经过反射镜聚焦到集热器上时，集热器吸收光能，并将其转化为热能。
接下来，集热器中的工作介质（通常是水或油）会被加热，形成高温高压的蒸汽。
这个高温高压的蒸汽会被输送到塔底部的蒸汽发电机中。
在蒸汽发电机中，蒸汽的能量被转化为机械能，驱动发电机产生电能。
与传统的光伏发电技术相比，塔式光热电站具有许多优势。
首先，塔式光热电站可以实现集中式发电，通过将大面积的太阳能聚焦到一个集热器上，可以获得更高的温度和更高的能量密度。
这使得塔式光热电站比分散式的光伏发电系统能够更高效地利用太阳能资源。
塔式光热电站可以实现可储存性。
由于集热器可以将太阳能转化为热能，并将其储存为蒸汽的形式，因此塔式光热电站可以在夜间或阴雨天等无法直接利用太阳能的情况下仍然进行发电。
这种储存性使得塔式光热电站可以实现可靠的24小时不间断供电。
塔式光热电站还具有较低的环境影响。
与传统的化石燃料发电厂相比，塔式光热电站不会产生任何二氧化碳等温室气体排放。
它是一种清洁的能源选择，有助于减少对环境的污染和气候变化的影响。
然而，塔式光热电站也存在一些挑战和限制。
首先，塔式光热电站的建设成本相对较高。
由于需要大面积的反射镜和集热器，以及复杂的输送系统和发电设备，塔式光热电站的建设成本较高。
此外，塔式光热电站对地理位置的要求较高，需要充足的日照和足够的空间来安置反射镜和集热器。
在未来，随着技术的不断进步和成本的降低，塔式光热电站有望成为一种重要的可再生能源发电技术。
它可以为我们提供可靠的清洁能源，并有助于减少对化石燃料的依赖，减少温室气体的排放。
塔式光热电站是一种利用太阳能进行发电的技术。
它通过将太阳能转化为热能，并利用热能驱动发电机来产生电能。
塔式光热电站具有集中式发电、可储存性和较低的环境影响等优势，但也面临着建设成本高和对地理位置要求高的挑战。
聚光型集热器
几种聚光集热器的结构示意图
(a)锥形面集热器；(b)复合抛物面集热器；(c)球形面集热器； (d)条形面集热器；(e)菲涅耳反射镜集热器；(f)菲涅耳透镜
集热器；(g)抛物柱面集热器；(h)塔式集热器
连续跟踪型 跟踪方式
间歇跟踪型
定时跟踪 太阳检测跟踪
又可分为单轴和双轴跟踪。
单轴太阳能跟踪系统
太阳相对于地面观测点有一个32′的角度，即 太阳张角，因此对太阳的聚光会形成一个太 阳像，而非一个点。
只能对直接 辐射产生聚光的效果，不能对散 射辐射聚焦。
要有跟踪太阳的装置。
对小聚光比的系统，即使不需要跟踪系统，复 杂的聚光系统。
如为了保持光学系统的精确度，需要考虑系统 长期性的防尘、抗氧化和大气腐蚀等。
b
bo
qloss Ib
b
I in Ib
结合集热器热损失因素U，
U q loss t
t tp ta
集热器效率可写为：
b
bo
Ut Ib
五 聚光集热器的材料
作为聚光器的材料，主要考虑选择一下几点： ✓反射面的反射率； ✓盖板材料的透过率； ✓吸热层的吸收率和反射率；
作为反射面的材料，由于表面的粗糙和起 伏，没有一种材料能做到镜面的全反射。
铝，总反射率在85%~90%左右。
银，总反射率在90%左右。
需要对标准太阳光入射波长积分才能得到一 个统一的反射率。
作为盖板材料，和平板型集热器类似， 需要含铁低、透明的材料。
玻璃
聚丙烯酸酯是制备菲涅耳棱镜的恰当材料。
作为聚光集热器的吸热层，铬黑吸收率约 0.95，反射率不大于0.1，作为选择性涂层， 是较好的选择。
条形面聚光集热器，又称FMSC聚光集热器，利 用若干条固定的平面反射镜组成的反射器，将 太阳辐射聚集到跟踪太阳的接收器上的一种非 成像集热器。
全时自动逐日聚光式太阳能槽式集热器施工工法(2)
全时自动逐日聚光式太阳能槽式集热器施工工法一、前言全时自动逐日聚光式太阳能槽式集热器是一种能够利用太阳能进行集热的设备，广泛应用于农业温室、工业加热、居民热水供应等领域。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例，旨在为读者提供一份科学且实用的施工指南。
二、工法特点全时自动逐日聚光式太阳能槽式集热器施工工法具有以下特点：1. 高效集热：该工法利用逐日聚光技术，能够最大限度地将太阳能转化为热能，提高能源利用效率。
2. 自动化控制：采用先进的自动化控制系统，实现对集热器的温度、湿度、光照等参数的自动调节，提高工作效率并降低人工干预。
3. 节约空间：由于采用槽式结构，该工法能够最大程度地压缩设备占地面积，节约了空间资源。
4. 耐久性强：采用耐高温、耐腐蚀的材料制作而成，具有较长的使用寿命和较好的耐久性。
三、适应范围全时自动逐日聚光式太阳能槽式集热器适用于各种规模的农业温室、工业加热以及居民热水供应等领域，特别适用于日照充足、温度要求较高的地区。
可以根据实际需求进行灵活组合和扩展，满足不同场景的能源需求。
四、工艺原理全时自动逐日聚光式太阳能槽式集热器施工工法的实际工程与工法之间具有密切的联系，采取了以下技术措施：1. 结构设计：根据集热器需求和工程实际情况，设计出合理的槽式结构，确保光热转换效率最大化。
2. 材料选择：选择耐高温、耐腐蚀的材料，如不锈钢、玻璃等，确保集热器的稳定性和寿命。
3. 自动化控制：采用先进的控制系统，实现对集热器温度、湿度、光照等参数的自动调节，提高工作效率。
4. 储能系统：通过储能系统，将太阳能收集起来，在无太阳能供应的情况下仍然可以继续供热，增加了系统的稳定性和可靠性。
五、施工工艺全时自动逐日聚光式太阳能槽式集热器施工工艺的主要步骤如下：1. 地基施工：根据施工图纸进行地基开挖，平整地面并浇筑混凝土基础。
光热发电简介
光热发电简介一、聚光光热技术简介聚光光热（CSP：Concentrated Solar Power）技术是太阳能开发利用的一种主要方式，聚光方式包括了槽式、塔式、碟式和菲涅尔式。
槽式太阳能聚光光热技术是当前发展最热和最具商业化前景的聚光光热技术，它采用槽式抛物面聚光器对太阳光汇集吸收，可直接将传热工质加热到300-500℃的一项技术，该技术主要核心是聚光技术和光热转换技术。
槽式太阳能热发电系统全称为槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统，是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列，聚焦太阳直射光，加热真空集热管里面的工质，产生高温，再通过换热设备加热水产生高温高压的蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。
二、槽式太阳能热发电系统工作原理聚光太阳能集热器由聚光器与接收器组成，成像聚光太阳能集热器通过聚光器将太阳辐射聚焦在接收器上形成焦点（或焦线），以获得高强度太阳能。
聚光集热器是一套光学系统，聚光器一般由反射镜或透镜构成，主要有抛物面反射镜、菲涅耳透镜、菲涅耳反射镜三种。
槽式聚光集热器由抛物线沿轴线旋转形成的面称为旋转抛物面，由抛物线向纵向延伸形成的面称为抛物柱面（槽式抛物面），在工业应用中称槽式聚光镜。
在凹面覆上反光层就构成抛物面聚光器。
根据光学原理，与抛物镜面轴线平行的光将会聚到焦点上，焦点在镜面的轴线上，见下图（a）。
把接收器安装在反射镜的焦点上，当太阳光与镜面轴线平行时，反射的光辐射全部会聚到接收器，见下图（b）。
槽式聚光镜反射的光线是会聚到一条线（带）上，故集热器的接收器是长条形的，一般由管状的接收器安装在柱状抛物面的焦线上组成。
槽式聚光集热器的聚光比范围约20至80，最高聚热温度约300度至400度。
槽式太阳能聚光集热器的结构主要由槽型抛物面反射镜、集热管、跟踪机构组成。
反射镜一般由玻璃制造，背面镀银并涂保护层，也可用反光铝板制造反射镜，反射镜安装在反光镜托架上。
槽型抛物面反射镜将入射太阳光聚焦到焦点的一条线上，在该条线上装有接收器的集热管，见图1。
太阳能光热发电系统的设计与实现
太阳能光热发电系统的设计与实现太阳能光热发电系统是目前世界上最受关注的可再生能源之一。
它不仅可以帮助我们减少使用化石燃料等不可再生资源，也能减少空气污染和温室气体的排放。
这种系统利用太阳能把光能转化为热能，然后再把热能转化为电能。
在这篇文章中，我将介绍太阳能光热发电系统的设计与实现。
I. 太阳能光热发电系统的组成部分太阳能光热发电系统主要由太阳能集热器、传热系统、蒸汽发生器、蒸汽涡轮发电机、储热系统、水循环系统、控制系统等组成。
1.太阳能集热器：太阳能集热器是太阳能光热发电系统的关键组成部分，用于把太阳能转化为热能。
其主要分类有平板集热器和聚光集热器两种。
平板集热器应用较广，因为它的制作成本较低，但其效率较低。
而聚光集热器则可以将太阳辐射能集中到一个小区域，使得温度变得非常高，从而提高发电效率。
2.传热系统：传热系统用来传递集热器中产生的热量到蒸汽发生器，主要包括流体输送管道、换热器、水循环泵等。
其中流体输送管道的选择非常重要，因为它需要承受高温高压的热质料。
3.蒸汽发生器：蒸汽发生器用于将集热器中的热量转化为水蒸汽，用来驱动蒸汽涡轮发电机来产生电能。
目前，常用的蒸汽发生器有自然循环式和强制循环式两种。
4.蒸汽涡轮发电机：蒸汽涡轮发电机是将蒸汽的动能转化为电能的关键设备。
常见的蒸汽涡轮发电机是由几个涡轮级组成的，涡轮级之间通过各自的高压和低压蒸汽输出端合并起来，形成一个完整的流动闭合系统，最后输出电能。
5.储热系统：储热系统用来储存集热器收集到的热能。
这种系统允许把白天的热量储存在储热器中，在晚上和阴雨天时，仍能够产生电能。
6.水循环系统：水循环系统通过传递热量把蒸汽发生器中的液态水转化为蒸汽，驱动发电机产生电能，然后将水再次送回蒸汽发生器，形成循环，节约水的使用量。
7.控制系统：控制系统主要用于监测和控制整个太阳能光热发电系统的运行状况，确保系统运行安全可靠。
II. 太阳能光热发电系统的设计流程太阳能光热发电系统的设计流程主要包括以下几个步骤。
碟式聚光太阳能集热器的性能分析及试验装置设计.
分类号学号M201070981学校代码10487密级硕士学位论文碟式聚光太阳能集热器的性能分析及试验装置设计学位申请人：宋佳学科专业：动力工程指导教师：高伟教授张燕平副教授答辩日期：2012年5月24日A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirementsfor the Degree of Master of EngineeringAnalysis on the Performance of Collector of Dish concentrator System and Design on Testing EquipmentsCandidate:Song JiaMajor:Power EngineeringSupervisor:Prof.Gao WeiAssoc.Prof.Zhang YanPingHuazhong University of Science&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密□，在年解密后适用本授权书。
本论文属于不保密□。
（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要太阳能热发电中碟式太阳能热发电系统与槽式和塔式系统相比有很多优势，可以达到较高的热电转换效率和热效率，因此成为较可行且效率较高的热发电装置。
聚光集热技术
聚光集热技术聚光集热技术是一种利用太阳能的高效方式，通过聚光器将太阳光线聚焦到一个小范围内，从而提高太阳能的密度和温度，实现太阳能的高效利用。
本文将介绍聚光集热技术的基本原理、分类、应用以及发展趋势。
一、基本原理聚光集热技术是一种利用太阳能的高效方式，主要由聚光器、集热器和跟踪系统三部分组成。
聚光器是将太阳光线聚焦到一个小范围内的装置，通常由反射镜或透镜组成。
集热器是将聚焦后的太阳能转化为热能的装置，通常是由吸热性能较好的材料制成。
跟踪系统则是用于跟踪太阳位置，使聚光器始终对准太阳，从而保证能量的高效收集。
聚光集热技术的基本原理是利用聚光器将太阳光线聚焦到一个小范围内，从而提高太阳能的密度和温度。
聚焦后的太阳能会被集热器吸收，转化为热能，进而用于发电、供暖、热水等应用。
二、分类根据聚光器的类型，聚光集热技术可以分为反射式聚光集热技术和透镜式聚光集热技术两种。
反射式聚光集热技术使用反射镜作为聚光器，通常由多个曲面反射镜组成，将太阳光线反射到一个焦点上。
这种技术结构简单、成本较低，但聚焦效率相对较低。
透镜式聚光集热技术使用透镜作为聚光器，将太阳光线聚焦到一个点上。
这种技术聚焦效率高，但透镜制作工艺复杂，成本较高。
三、应用聚光集热技术广泛应用于太阳能发电、太阳能供暖、太阳能热水等领域。
在太阳能发电方面，聚光集热技术可以用于太阳能热发电和太阳能光热发电。
太阳能热发电通过聚光集热技术将太阳能转化为热能，进而驱动汽轮机发电。
太阳能光热发电则是利用聚光集热技术将太阳能转化为高温高压的蒸汽，直接驱动发电机发电。
在太阳能供暖方面，聚光集热技术可以用于供暖系统，通过聚光集热技术将太阳能转化为热能，供暖室内。
CPC在中高温太阳能集热器中的应用与设计
CPC在中高温太阳能集热器中的应用与设计在太阳能中高温热利用中普通的太阳能集热器难以达到100℃以上温度，必须通过聚光来实现中高温集热器。
复合抛物面（CPC）是一种非成像低聚焦度的聚光器。
文章根据边缘光线原理，给出复合抛物面聚光器的曲线方程，并结合实例介绍一种复合抛物面（CPC）的设计方法。
标签：复合抛物面（CPC）；热管式真空管；中高温太阳能集热器前言随着发展中国家工业大幅扩张，消耗的蒸汽数量增长迅速，由此造成的环境问题如CO2、SO2等温室气体排放、氮氧化物等有害气体的污染日益加重；另一方面，国际原油价格的飙升，使企业生产成本急剧增加。
从环境、社会经济的可持续发展角度来说，既环保又采之不尽的太阳能中高温热利用成为必然趋势。
中高温蒸汽是指温度范围在100～300℃的蒸汽，在工农业生产中有着广泛的应用。
在太阳能中温应用领域中，由于非聚光集热器很难达到较高的温度，而抛物面聚光器又需要复杂的跟踪系统，价格昂贵，因此复合抛物面聚光器（CPC）有着广泛的应用前景。
1 复合抛物面（CPC）的设计1.1 复合抛物面（CPC）的特点在太阳能中高温热利用中普通的太阳能集热器难以达到100℃以上温度，必须通过聚光来实现中高温集热器。
复合抛物面（CPC）是一种非成像低聚焦度的聚光器，具有以下特点：（1）由于它有较大的接收角，故在运行时不需要连续跟踪太阳能，它的聚光比可达到在10以内，当聚光比在3以下时可做成固定式装置；（2）可接收直射太阳能辐射和部分散射辐射，并能接收一般跟踪聚光器所不能接收的”太阳能周围辐射”；（3）复合抛物面（CPC）的聚光面型加工精度要求不严格，将其应用在太阳能集热器中，可降低成本。
复合抛物面（CPC）型热管式中高温太阳能集热器采用外聚光方式，以热管式真空管作为吸收体，在热管式真空管外增加了复合抛物面聚光反射器（CPC），使集热效率得到大幅度提高，温度可达100～250℃。
1.2 复合抛物面（CPC）聚光器的设计根据边缘光线原理：对于聚光器，以最大入射半角θ入射的所有光线，都必须从出射孔径的边缘出射。
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静止
真空管 复合抛物面
1-5
5-15
60-240
60-300 60-250 60-300 60-400 100-1500 150-2000
单轴 跟踪
线性菲涅尔 圆柱槽式 抛物面槽式
10-40 15~50 10-85 600~2000 300~1500
双轴 跟踪
碟式 塔式-定日镜
3.3.1 平板集热器
Ce 0Cg
0称为“光学散射损失因子”。
（3）抛物面聚光器的理论聚光比 设右图所所示的抛物面，其焦 平面与其收光孔重合。 假如太阳光线是绝对平行的，则 右图抛物面聚光器的聚光比应趋向 于无穷大，因光线都聚焦在一点。 而事实上，由于太阳圆盘有32′ 的张角，所以抛物面所能够达到的 极限聚光比只是 碟式抛物面 槽式抛物面
太阳图像宽度W计算公式
4f tan16 W= cos (1 cos )
聚光抛物面实例
3.1.3 抛物面的离散化 线性菲涅尔聚光系统
当为提高聚光比而扩大抛物面时，会产生如下 问题： （1）抛物面的重量及转动惯量随尺度增大而急 剧增大，为跟踪设计带来困难。 （2）抛物面过大难以解决风荷载问题。 （3）连续抛物面的精确机械加工不容易实现。
太阳能热发电系统热电转换效率与聚光比及吸热器温 度之间的关系
两种基本的聚光形式
1. 反射式聚光
2. 折射式聚光
3.1.2 抛物面反射聚光
抛物面焦点上的光源（焦点）所产生的平行光束
抛物线方程：
z 4fx
2
实际太阳光线所产生的成像
太阳到达地球表面的光线并非平行光，而是张角为32′的发散光，因此 不可能完全聚焦。经抛物面聚焦后所产生的图像宽度W，随着反射点 P的位置不同而变化。
年度平均余弦效率
吸热器末端溢出损失
LFR聚光集热系统采用单轴跟踪，故反射光在吸热器上会沿其轴 向随着时间变化而移动。当太阳光线入射角度较大时，部分反射光将 从吸热器末端移出，形成末端偏移溢出损失。偏移程度越大，末端损 失程度也越大。 对于南北场，反射光偏移沿东西方向运动， 用e表示，
e sin s cos2 s H 2 +d 2 1 cos s sin s
此外，在普通抛物面聚光器中，吸热器必 须和集热面一同转动，造成无谓的动力消耗。
线性菲涅尔聚光系统（Linear Fresnel ReflectorLFR), 因由法国工程师Augstin-Jean Fresnel 发明而得名。
吸热器 吸热器 反射光 反射光 太阳入射光 太阳入射光 H
南
镜元4 镜元3 镜元2 镜元1
cosθi S N cos s cos s sin sin s cos
(H,0,e)
性
吸 热
器
线
西
塔 高 H Z
αs太阳高度角 s 太阳方位角 镜元倾角
E
k o i j
qi
南 东
X
R
Rz r Re r Rn
S
s
(0,d,0)
A
反
N
镜元轴与塔基距离d
3.4.2 塔式-定日镜系统
定日镜形式
吸热塔的结构形式
混凝土塔
钢塔
3.5 线聚焦集热器
3.5.1 抛物槽式聚光器
抛物槽式聚光器的结构 与部件
抛物型聚光面 长条型支架 水平横轴 子午面旋转 水平管吸热器 柔性连接管
抛物槽式聚光器实例
设计运行温度400℃、用于抛物槽式集热的真空管，长度2米 （北京市太阳能研究所）。
（1）需要双轴跟踪系统。 （2）聚光器、吸热器和斯特林发动机一体化，整体转动。 （3）斯特林机的制造成本高，而且可靠性低，寿命短，目 前商业化程度低。 （4）由于重量与可用空间限制，碟式聚光器无法与蓄热系 统相结合，导致系统频繁启动、停止。 （5）美国一碟式实验系统的光电转换率达到31％，保持着 太阳能发电技术的最高效世界纪录。
2 2
偏移/m
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
e 最大
n 最大
e 平均
n 平均
南北场 东西场
镜场的纵向长度越长，偏移对系统光 学效率的影响越小。以西班牙的参考PE-1 电站为例，其LFR镜场纵向长度为980m， 由南北场和东西场引起的最大末端偏移溢 出损失分别占总辐射的4.6%与2.6%，年 平均末端偏移损失在1%左右。
菲涅尔透镜的设计原理
阶梯平面倾角α与折射光线倾角φ 、及透镜材料的折射率n的关系：
tan
sin n cos
阶梯面倾角α与当地平面参数r、W 及焦距d之间的关系：
tan n (d
r W W tan )2 r 2 (d tan ) 2 2
菲涅尔透镜聚光
1
镜元1
x
2
镜元2
3
镜元3
4
镜元4
地平面
每一个带状镜元的倾角和跟踪速度均不相同，需要进行 具体的设计计算。
西班牙Novatec Biosol公司建造的PE-1太阳能电站的LFR镜场。 该电站2009年成功试运行，是世界上第一座LFR型电站。
3.1.4 折射式聚光设计
从平凸透镜到菲涅尔透镜 通常聚光比愈大则透镜愈厚。为了减小 透镜厚度，将凸面做成阶梯球面，同样能 够达到很好的聚光效果。 进而，为了简化制作工艺，又将阶梯 球面近似地用平面代替，从而形成了“菲 涅尔透镜”。 菲涅尔透镜的设计主要是根据给定的焦 距f来具体确定每一个阶梯平面的倾角α。
第三章 聚光设计与集热器
3.1 聚光原理
3.1.1 聚光的必要性
太阳聚光设计的意义： 非聚光情况下，太阳能集热工质的温度一般低于 100℃。 为提高工质温度从而扩大应用范围，或者为提高 太阳能电池的光电转换效率，需要采用适当的聚光 方式，将自然状态下能量密度较低的太阳辐射能汇 聚到很小的接受表面上，以产生高温工质或高光通 量。
Qu AG
p (Tout Tin ) Qu mc
式中 Qu 为集热器内工质的加热功率，W；
A 集热面积，m2；
G 太阳总辐照度，W/m2。
3.3.2 真空管集热器
平板集热器热损失大的主要原因封闭腔内空气的传热作用 从平板集热向真空腔体集热转换的困难 （1） 真空封装技术 （2） 光谱选择性吸收涂层 热水保温瓶胆的启示
全玻璃真空集热管结构示意图
1一内玻璃管； 2一外玻璃管; 3一选择性吸收涂层； 4一真空；5一弹簧支架; 6一消气剂
主要技术特点
（1）特种玻璃 采用硼硅玻璃 其热膨胀系数小（3.3×10-6℃）；太阳 透过比高（＞0.90）；耐热温差大于200℃；机械强度较 高。 （2）高的真空度 内、外管之间的间隙约为5mm，间隙抽 真空至10-3Pa。 钡—钛消气剂的作用：能在真空集热管运行时吸收管内 释放出的微量气体，以保持管内真空度。 （3）选择性吸收涂层 采用磁控溅射工艺，将铝—氮/铝等 合金材料均匀沉积在内管表面上，以此吸收太阳光线。
聚光比与吸热器工作温度之间的关系图
3.2.3 LFR镜场的聚光比
Bw1 Bw2 incident ray1
LFR集热器的聚光比计算
Cg
j 1 n
1 1 Dj2
H
Dj
dj H
south d1
p1 s1 reflector1
1 2s2 2w d2
p2 reflector2
incident ray2 north
Cmax Cmax 1 1 Fa ,s sin 2 1 1 Fa ,s sin
式中Fa,s为抛物面的收光孔对太阳所张的角系数，代表入射太阳光与抛物 面法向z之间的夹角， 在16′~90°之间变化。
3.2.2 吸热器温度与聚光比的关系
对于任何形式的集热-吸热系统，通过热平衡分析可以导出其吸热器的运 行温度Tabs与几何聚光比Cg之间存在如下关系：
2w=0.2m spacing=0.1m
17
25
33
41
49
5765738189number of mirror slats
97
1
9
3.3 非聚光型集热器
太阳能集热器分类
跟踪 类型 集热器类型 平板 吸热体类型 平板 管型 管型 管型 管型 管型 点 点 聚光比范围 1 1 使用温度范围 （℃） 30-80 50-200
3.2 聚光比
3.2.1 聚光比的定义
（1）几何聚光比集热器的收光孔面积Aap与吸热器的吸热面积Aabs之比。
Cg A ap A abs
（2）辐射通量聚光比 聚集到吸热器上的平均辐射强度Iab与入射太阳辐射强 度I之比。
Ce
Iap
Iabs
由于镜面在光学加工过程中存在加工误差，导致通过收光孔的射线并不是都 能够汇集到吸热面上，因此，Ce总是小于Cg。二者之间的关系为：
抛物槽式聚光的优缺点
结构较简单，技术相对成熟
聚光比属于中低范围（C=10-85），相应的集热温度在 400℃以下。 由于吸热管道连同集热表面转动，系统自身动力消耗较大。
考虑自重与风荷载等因素，实用中单个抛物集热面的收光孔 面积一般不超过100m2。需要更大的聚光面积时要采取多个 抛物槽串联的形式。
上式表明，同样的镜元当其与吸 热器的距离不同时，它对聚光比 的贡献不同。
LFR镜场光线反射示意图
LFR镜场聚光比与镜元个数及塔高的关系
H=3m 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 H=6m H=9m H=12m
ideal geometric concentration ratio