槽式太阳能聚焦集热器太阳跟踪方式的优化研究

张云鹏，孔 莉，林志坚，仇中柱，李春莹

(1.上海电力大学 能源与机械工程学院，上海 200090；2.上海市嘉定区气象局气象台，上海 201800；3.博阳新能源科技股份有限公司，上海 201620；4.深圳大学 建筑与城市规划学院/本原设计研究中心，深圳 518000)

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能源是人类赖以生存和进步的重要物质基础，由于太阳能资源清洁、环保、取之不尽用之不竭[1]，因此被视作当今最理想的化石燃料的替代能源之一。从电力角度来看，光伏发电技术和太阳能热发电技术为主要的太阳能发电技术，但由于目前光伏发电技术中太阳电池的光电转换效率已经很难得到大幅提高，因此，太阳能热发电成为当前研究的重点。

槽式太阳能聚焦集热系统是太阳能热发电技术的重要方式，目前其开发重点是提高槽式太阳能聚焦集热器的集热效率，如：提高抛物面反射镜表面的加工精度、研制高反射率材料等。值得注意的是，由于槽式太阳能聚焦集热器只能收集太阳的直射光线，所以在利用其聚光时，可通过研究合适的太阳跟踪方式来实现该集热器的最大集热效率。根据跟踪轴的数量不同，槽式太阳能聚焦集热器的太阳跟踪方式可分为双轴跟踪方式和单轴跟踪方式。其中，双轴跟踪方式需要对太阳高度角和太阳方位角同时进行跟踪，以保持太阳入射光线和主光轴方向一致[2]，该跟踪方式主要可分为极轴-赤纬轴跟踪方式和高度角-方位角跟踪方式；而单轴跟踪方式仅对太阳高度角或太阳方位角进行跟踪，使太阳入射光线位于主光轴和焦线组成的平面即可[3]，该跟踪方式主要包括南北倾斜式跟踪方式、南北水平式跟踪方式和东西水平式跟踪方式。……