一种塔式太阳能光热镜场定日镜遮挡效率的计算方法与流程

技术特征：
1.一种塔式太阳能光热镜场定日镜遮挡效率的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，根据镜场布置，获取定日镜坐标信息；步骤2，根据镜场所在地的地理经纬度和海拔高度信息，以及当地的气象信息，计算某一时刻的太阳位置和太阳的方向向量；步骤3，根据太阳的方向向量和目标点的方向向量计算该时刻的定日镜的法向量；步骤4，从遮挡定日镜集合a
n
中选取一被遮挡定日镜a
i
，i为被遮挡定日镜的序号，n为镜场中所有会被遮挡定日镜的数量；在其前排确定会对被遮挡定日镜a
i
产生遮挡的定日镜b
j
的范围，遮挡定日镜b
j
组成集合b
m
，m为前排定日镜中所有会对定日镜a
i
产生遮挡的定日镜数量，j为遮挡定日镜的序号；步骤5，以遮挡定日镜b
j
的所有顶点向被遮挡定日镜a
i
的平面进行投影，求遮挡定日镜b
j
在被遮挡定日镜a
i
镜面上的投影面积s
j
；步骤6，计算所有遮挡定日镜集合b
m
中的遮挡定日镜在被遮挡定日镜a
i
镜面上的投影面积，并将所有投影面积求和，重叠部分只计算一次，得到被遮挡定日镜a
i
镜面上被遮挡的面积s
m
；步骤7，计算被遮挡定日镜a
i
的遮挡效率η
i
：其中，s
i
为被遮挡定日镜a
i
的镜面面积；步骤8，重复上述步骤4-步骤7，计算遮挡定日镜集合a
n
中所有遮挡定日镜的遮挡效率。2.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能光热镜场定日镜遮挡效率的计算方法，其特征在于，步骤2中，太阳位置包括太阳方位角α和高度角β，根据太阳方位角α和高度角β计算太阳的方向向量u：3.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能光热镜场定日镜遮挡效率的计算方法，其特征在于，步骤3中，定日镜的法向量n的计算方法如下：其中，r为定日镜的中心指向吸热器的目标点的方向向量。4.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能光热镜场定日镜遮挡效率的计算方法，其特征在于，步骤4的具体方法如下：针对镜场中的定日镜均为矩形的情况，以被遮挡定日镜a
i
的中心c
b
为起始点，经过该定日镜右侧上方的顶点d
b
画直线，该直线与前排定日镜的上方边线相交于点d
t
，c
b
与d
t
之间的距离为h，c
b
与前排定日镜上边线中点c
t
之间的距离为k，定日镜的长为l，宽为w，两排定日镜中间的过道宽度为lr，c
b
与d
b
之间的距离z计算如下：因此，
由此，可求得距离h：其中，k＝lr 1.5w；然后，以长度h为半径画个半圆，前排定日镜中落入半圆范围内的定日镜即作为会对被遮挡定日镜a
i
发生遮挡的遮挡定日镜范围。5.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能光热镜场定日镜遮挡效率的计算方法，其特征在于，步骤5的具体方法如下：选取遮挡定日镜b
j
的一个顶点t1，由顶点t1沿着方向向量re在被遮挡定日镜a
i
平面上的投影点为bt1，方向向量re为由目标点指向被遮挡定日镜a
i
的方向向量；点bt1的坐标计算如下：其中，为点t1的坐标，为已知，t是点t1沿着向量re到点bt1的距离，计算公式如下：其中，为被遮挡定日镜a
i
的中心点c
b
的坐标，n
a
为被遮挡定日镜a
i
的法向量；按照公式(7)和(8)依次求出遮挡定日镜b
j
的顶点t2、t3、t4在被遮挡定日镜a
i
平面上的投影点bt2、bt3、bt4；根据所有投影点的坐标，利用鞋带公式求遮挡定日镜b
j
在被遮挡定日镜a
i
镜面上的投影面积s
j
；当有投影点落到被遮挡定日镜a
i
的镜面外时，需要计算遮挡定日镜b
j
与被遮挡定日镜a
i
镜面边缘的交点p1和p2的坐标和然后根据公式(7)和(8)求两个交点的投影点的坐标，最后利用鞋带公式求遮挡定日镜b
j
在被遮挡定日镜a
i
镜面上的投影面积s
j
。

技术总结
本发明公开了一种塔式太阳能光热镜场定日镜遮挡效率的计算方法，包括如下步骤：获取定日镜坐标信息；计算某一时刻的太阳位置和太阳的方向向量；计算该时刻的定日镜的法向量；确定会发生遮挡的遮挡定日镜；求遮挡定日镜在被遮挡定日镜镜面上的投影面积；计算被遮挡定日镜镜面上被遮挡的面积；计算被遮挡定日镜的遮挡效率。本发明所公开的方法对可能发生遮挡的定日镜的选取设置了合理的范围，大大减少了无效运算，提升了整体运算速度；同时利用两个向量垂直相乘为零原理，将投影运算进行简易化处理，逻辑简单，计算效率高，运算准确性高，使得整体镜场光学效率计算准确率得到提升。得整体镜场光学效率计算准确率得到提升。


技术研发人员：王东祥 李涛 宋秀鹏 师麦贤
受保护的技术使用者：山东电力建设第三工程有限公司
技术研发日：2022.08.01
技术公布日：2022/12/5