太阳能发电是新能源开发利用的主要形式之一。国外关于太阳能发电的研究早在20世纪70年代就已经开始了,并已取得了很多有重要价值的研究成果。而我国在太阳能发电领域的相关研究起步较晚,有自主知识产权的研究成果还很少见。本文在总结前人研究成果的基础上,对太阳能发电领域的几个关键技术问题进行了较为深入的探讨。 1.在塔式太阳能热发电站定日镜场设计方面,本文取得了以下主要成果: (1)提出了塔式太阳能热发电站定日镜场设计的两个基本原则。 (2)基于几何光学理论,建立了塔式太阳能热发电站定日镜及镜场的效率计算模型。 (3)导出了定日镜反射辐射量与其在镜场中位置之间的关系。 (4)确定了太阳能热发电站设计容量与集热器相对于定日镜中心点高度的关系。 (5)确定了镜场中第一排定日镜相对于接收塔的最佳距离。 (6)提出了圆弧交错排列的镜场设计方法,并证明这种镜场设计方法实用性较强,是一种简单且行之有效的镜场设计方法。 2.在空腔式集热器的进口聚光器(CPC)研究方面,导出了空腔式集热器CPC的表面形线方程,并探讨了CPC接收角的合理取值。 3.在聚光光伏发电与建筑一体化研究方面,本文取得了以下成果: (1)提出了一种新型的聚光光伏发电形式—“屋顶CPV系统”,并对这种发电系统进行了数学建模。该系统装置能够很好地使聚光光伏发电系统与建筑相结合,有广阔的推广应用价值。 (2)求出了光伏电池板的运动轨迹以及其倾角的变化规律,从数学的角度证明了这种“屋顶CPV系统”方案的可行性。