《表1 塔式太阳能集热场辐照分析软件》

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《聚光太阳能集热场先进技术综述》

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在塔式集热场中，需要对接收器上的辐照能流分布进行分析，得到集热器接受的辐照量，从而计算集热器的年效率，验证该系统的经济性；此外，对集热器上的非均匀辐照分布进行求解可以对集热器进行温度与热应力分布的分析，并进行相应的结构优化，从而降低热应力对集热器安全运行的威胁。虽然能流仿真的基本原理相似，但由于镜场光学结构的复杂度远高于槽式反射镜，因此对塔式集热场能流分析的算法更加复杂。对于塔式集热场光学性能的分析主要分为2种：一是通过分析定日镜朝向、遮挡作用、占地面积、设备成本等因素分析定日镜场年效率；二是通过光路追迹得到集热器上具体的辐照能流分布情况和影响因素。文献[26-27]中，采用光路追迹方法对腔式集热器内非均匀的辐照能流进行分析，得到了跟踪误差与集热效率的关系；文献[28-29]对表面式接收器上的辐照能流进行分析，发现其曲线近似高斯分布。文献[30-31]对体积式集热器上非均匀的辐照能流进行分析。现阶段对于常规类型的定日镜和吸热器构成的集热场，科研机构已经编写了可商用的工具软件进行可行性研究以及热效率分析，如表1所示。在这些工具软件中，已经编写了图形用户界面（graphical user interface，GUI）界面，使其更容易被研究者入手，同时设有与其他常用工具软件或常用代码的接口，便于内部参数的设置和仿真结果的后处理。