中科院光机所卢振武：973计划太阳辐射高效聚集与镜场时空协同理论

主要汇报了973计划课题一（太阳辐射高效聚集与镜场时空协同理论）的研究进展与成果。课题的主要研究内容是：（1）能流高效传输的非成像聚光机理；聚光场能流传输的动态分配机制；（3）聚光器及跟踪系统的适应性设计。课题的研究目标是：（1）建立聚光器与接收面间的高效聚光和能流传输的物理模型；（2）探悉聚光器结构与材料的环境适应性机制及跟踪误差自主纠偏机制；（3）建立新型高效聚光系统和高精度跟踪体系；（4）探索新型光学聚光曲面，并研制具有低成本前景的聚光器原理样机。课题拟解决的关键科学问题是：（1）揭示聚光过程中辐射能流矢量的时空分布规律；（2）阐明能流矢量的时空分布对吸热效率的影响机理；（3）探索太阳辐射可控传输及高效光热转换规律；（4）建立聚光与吸热协同设计理论。

本年度的工作进展如下：

1）完成了镜场优化设计软件(Models for Solar Field Design, SFDM1.0)的编写，可对镜场结构进行优化，分析电站发电量，模拟吸热器表面能流分布。解决了镜场聚光与吸热协同优化设计问题，即采用镜场分区控制，达到聚光与吸热协同。 2）完成了新型定日镜的光机电加工。基于非成像聚光理论，设计并研究了非球面定日镜的聚光特性，可有效提高镜场聚光比。新型非球面定日镜由100面小尺寸微弧面玻璃反光镜拼接而成。单元镜采用槽沉成形法加工，尺寸0.35m×0.35m，面形精度优于10%，成本低，光斑直径12cm。3）开展了定日镜跟踪精度测试方法研究。采用照像法检测定日镜的跟踪误差，对单台定日镜和多台定日镜，跟踪精度的检测方法不同。4）完成了定日镜跟踪和控制软件的编写。5）开展了聚光器检测方法研究，即槽式曲面反光镜面形测试方法研究，槽式聚光器拼接面形测试方法研究，定日镜拼接面形测试方法研究。(供稿：国家太阳能光热产业技术创新战略联盟)