1598005384-f9c00b8492d7f4330216974bac4e6cb9 (Солнечные электрические станции. Р.Б. Ахмедов, И.В. Баум, В.А. Пожарнов, В.М. Чаховский, 1986u), страница 5

Кроме того, в модель закладываются основные геометри ческие характеристики оптической системы: габариты зер ного поля и отпельных гелиоствтов, расстояния между зерк 28 ! 2- !! ! ! ! ! с, й $ ь сС сс ссс 8 а сс з сс ' с\ ~ с 7/га ! ! ! 1 Е т 3 за сс а э4 О н с3 Ъ, лами и способ их взаиморасположения, высота башни, размеры приемника, попуск на точность ориентации гелиостатов и т.п. Алгоритм вычисления строится в вине иерархий вложенных друг в друга, циклически повторяюшихся поппрограмм, Внешя,е циклы организуют последовательность перебора рассматриваемой совокупности вариантов расчета и могут изменяться э зависимости от постановки запачи на данном этапе нсслепования. Например, при исслеповании энергетических характеристик конкретного варианта компоновки оптической системы с фиксированными геометрическими параметрами внешние циклы осушествляют перебор различных моментов рабочего пня СЗС в разные сезоны года, твк что для данной оптической системы может быть прослежена динамика изменения оптических и энергетических характеристик во времени, в также могут быть рассчитаны среднегодовые значения соответствуюших величин.

Другим примером может служить исследование энергетичеоких характеристик оптической системы в зависимости от ее геометрических размеров. В этом случае внешние циклы осушествляют перебор исследуемой совокупности значений геометрических параметров систем. Таким образом могут быть определены, например, зависимости коэффициента улавливания от соотношения межпу размерами приемника н единичного гелиоствта, зависимость самозатенения зеркальной системы от коэффипиента заполнения земельного участка зеркальной поверхностью, зависимость блокировки зеркал от высоты башни и т.п.

Эти зависимости могут рассматриваться пля данного характерного момента времени или усредняться по дневному, месячному, сезонному или годовому периопу работы СЭС. Внутренние циклы программы вычисленийпри всех указанных постановках задачи остаются, квк правило, неизменными. На рис.

8 они выделены вложенными пруг в пруга пунктирными ~Чжмоугольниками. В качестве основной самостоятельной единицы вычислительной программы может быть принято вычисление распределения поверхностной плотности потока излучения для фиксированной совокупности точек приемника. Эта единица вычислительной программы организуется с пом1.дью приведенной ниже послеповательности циклов, Внешний цикл данной подпрограммы осушествляет перебор отдельных гелиостатов зеркальной системы.

Для каждого гелиостата определяются границы затененной и блокированной областей зеркальной поверхности. Следуюший по уровню вложения цикл перебирает точки при- 29 емиика. В плоскости каждого гелиостата для кажной точки приемника определяется положение и размер изображения Сопн-.

ца 1с учетом зпибок систем спежения). Изображение разбивается на равновеликие по угповым раз- мерам элементы, и самый внутренний цикл подпрограммы осу- ществпяет перебор этих элементов. Пня каждого элемента про- веряется спедуюшее: 1) расположен ли данный элемент в пределах озеркапенной области плоскости гелиостата; 2) не принадлежит ли он затененной области; 3) не принадлежит ли он блокированной области, Отношение чиода элементов изображения, принадлежащих об- нести зерхала, свободной от затенения и бпокировки, к общему чиспу элементов изображения, умноженное на косинус угла па- пения лучей от гелиостата на поверхность приемниха, равно вкпаду, вносимому данным гелиостатом в суммарный геометри- ческий коэффициент концентрации излучения в наиной точке приемника.

При суммировании элементов иэображения каждому элементу должен быть приписан вес, пропорциональной яркости . данного эпемента. Сумм>рование элементарных вкладов отдельных гелностатов осуществляется последними операторами цикпа, перебирающего гепиостаты зеркального поля. В процессе вычиспений определяются значения ряда вспомо- гательных величин, таких, как средние по полю значения фак- тора косинуса соз т> фактора затенения д фактора блокировки Р, коэ<фициента эффехтивности использования зеркальной позер ности»о, коэффициента улавливания у, значение суммарного потока 0о,, отраженного зеркальной системой, и суммар- ного потока 0 , падающего на приемник. пг' Блочная структура программы облегчает управление про- цессом вычисления и допускает различные модификации, в частности вычисление распределений лохальных значений факто- ров созе> д р, »б, не требующее обращения к блокам программы, расположенным на рис.

8. ниже горизонтальной пунктирной линии. С помощью системы алгоритмов решения прямых задач оптики СЭС в 1978-1980 гг. были исспедованы сравнитель- ные характеристики эффективности различных структур поля гелиостатов. Предлагавшиеся на предварительной стадии об- суждения проекта СЭС-5 строго периодические прямоугольные, гексагональнь>е и другие структуры с постояшдям по всему по- лю коэффициентом заполнения были признаны неэффективными. 30 баш.н» Рис. 9.

Линии уровня среднегодовых локальных значений кое~ фициента эффективности при гексагонапьной структуре поля гелиостатов и Кзап = 0,3; Н- высота башни В качестве примера на рис. 9 представлено распределение эффективности испопьзования зеркальной поверхности по плошади поля гепиостатов со .строго периодической гексагональной структурой. Как видно, периодическая структура имеет характерные выделенные радиапьные направпения с уменьшенной эффективностью использования зеркальной поверхности, обусловленной блокировкой гелиостатов.

В дальнейшем была выбрана в качестве оптимальной упоминавшаяся выше радиально-круговая шахматная структура распопожения гелиостатов с переменным коэффициентом запопнеиия, уменьшающимся в радиальном направлении от башни к пеРиферии зеркапьиого поля. Итогом расчетов по рассматриваемой цепочке алгоритмов явпяется распредепение плотности сконпентрироваиного потока изпучения по поверхности приемника. На рис.

10 представлено такое распределение, рассчитанное в процессе разработки обоо"овываюших материалов строительства четырехмодульной (каж- модуль по башенной схеме) промышленной станции СЭС- 200 в Крь>му. 31 д~ф — азимутальное положение Солнца 10м среднее линие 10м доем'ол седер запад юг Рис, 10. Развертке боковой поверхности цилиндрического приемника модуля СЭС мощностью 50 МВт. Линии уровня (в кВт/м2) распределения плотности потока излучения для 22 о сентября в 8 ч. Высота Солнца нвд горизонтом д = 20 )б = У = 0,66 хВт/м2 по условиям Крыма, 0д„= 193 МВт Глава 2 ТЕПЛОВЫЕ СХЕМЫ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ 2.1. Общие положени СЭС с термодинамическим циклом преобразования энергии в общем виде включает в себя следующие системы: оптичеоквя азстемв улавливания падающей радиации; теплоприемник для преобрвзования энергии солнечного излучения в тепловую, которвя передается теплоиосителю; система переноса теплоносителя от солнечного теплоприемника к аккумулятору илн теплообменнику,вкотором нагревается рабочее тело; система аккумулирования тепла; теплообменники, образующие горячий и холодный источники.

В практике встречаются две принципиальные схемы СЭС. В первой схеме реализуется двух контурная компоновка. В этом случае в солнечном теплообменннке происходит нагрев теплоносителя, который поступает в аккумулируюшую систему, служащую источником тепла для рабочего тела, циркулирующего во втором контуре. Аккумулятор здесь выполняет роль буфера в системе солнечный теплоприемник - нагреватель рабочего тела. Во второй одноконтурной схеме контур теплоносителя одноменно является и контуром рабочего тела. Рабочее тело времен реввется в солнечном теплоприемннке и подается частично насра нв вх вход тепловой машины, частично в аккумулятор.

В первой схеме по сравнению со второй происходит в срезьнем зз большее снижение температурного нвпорв в процессе „умулирования, возврата теплоносителя и при теплообмене межа жду теплоносителем и рабочем телом. Во второй схеме пснери происходят лишь при аккумулировании и возврате теплоносителя, Однако при двухконтурной схеме параметры рабочего тела на входе в тепловую машину не подвержены случайным колебаниям, что характерно для одноконтурной схемы, которая оля стабилизации параметров требует более сложную систему регулирования.

В существующих СЭС башенного типа используются следующие теплоноснтели н рабочие тела: вода (водяной пар), натрий, расплав солей, воздух и гелий. При использовании в схеме СЭС натрия и расплава солей нужны пвв контура - теплоносителя и рабочего теле, в качестве которого чаше всего служит води.

При атом ревлизуется паросиловой цикл Ренкинв. Когда же рвбочим телом является воздух или гелий, ревлизуется цикл Брайтона. Рвэрвботка СЭС с циклом Брвйтона в настоящее время осуществляется в основном по комбинированной схеме, т.е. с по~ догревом рабочего тела (воздуха) в камере сгорания путем сжигвния органического топливе. Комбенироввнным схемам посвящена гл. 4; здесь же будут анвлизироввться тепловые схемы, параметры термодинвмнческого цикле и соствв техноло гического оборудования СЗС башенного' типа с циклом Ренкинви При разработке проектов первых СЭС с термодинамическим циклом преобрвэования проектировщики стремились мвксимвльио использовать ствнпвртное тепломехвническое оборудование (1131. Так, турбовгрегаты крупных СЭС практически не требуют больших специальных разработок и являются типовыми и оТрвботвнньзми елементами традиционной энергетики.