[发明专利]一种线性菲涅尔式聚光镜场的阴影与遮挡分析优化布设方法

权利要求书

1.一种线性菲涅尔式聚光镜场的阴影与遮挡分析优化布设方法，其特征在于包括如下步骤：

A、镜场坐标系确定

反射镜列数为N的镜场，从左侧至右侧依次编号为1、2、...、N，第列反射镜中心与镜场中心的距离为，第列反射镜与水平面的倾斜夹角为；反射镜宽度为；接收器放置在距反射镜所在平面的高处；

某时刻太阳光入射角为，则该时刻的跟踪倾角由下式求得：

；

第列反射镜的坐标方程为

式中，，；

第列反射镜的左、右端点坐标分别为（，）和（，），则

、，

、；

B、阴影分析计算

阴影是指太阳入射光被相邻的反射镜所阻挡，阴影分析针对太阳入射光；

令经过第列反射镜左端点的太阳入射光线坐标方程为：

式中，，；

相邻的反射镜中过东侧左端点的太阳入射光线坐标为

，；

若该点不在第列反射镜上，则无阴影影响；若该点在第列反射镜上，则形成了阴影影响，阴影长度为该点与第列反射镜右端点之间的距离，即

，；

C、遮挡分析计算

C1、接收器西侧镜场

令经过第列反射镜左端点的太阳反射光线方程为

式中，，；

相邻的反射镜中过西侧镜场的太阳入射光线坐标为

若N为偶数，则；若N为奇数，则；

若该点不在第列反射镜上，则无遮挡影响，遮挡长度为0；若该点在第列反射镜上，则形成了遮挡影响，遮挡长度为该点与第列反射镜右端点之间的距离，即

若N为偶数，则， 若N为奇数，则；

C2、接收器东侧镜场

令经过第列反射镜右端点的太阳反射光线方程为

式中，，；

相邻的反射镜中过东侧镜场的太阳入射光线坐标为

若N为偶数，则；若N为奇数，则；

若该点不在第列反射镜上，则无遮挡影响，遮挡长度为0；若该点在第列反射镜上，则形成了遮挡影响，遮挡长度为该点与第列反射镜左端点之间的距离，即

若N为偶数，则；若N为奇数，则；

若N为偶数，则和都为0，若N为奇数，则为0；

D、偏移影响分析计算

阴影随时间变化产生偏移，阴影偏移中会出现未形成阴影区域，其中

其中，为太阳方位角，为未形成阴影区域的纵向中位线；为第列反射镜未形成阴影区域南侧边缘与第n+1列反射镜南侧边缘的垂直距离，和是两个垂点，求得时刻点未形成阴影区域的中位线长度

同理求得未形成遮挡区域的中位线长度；

E、阴影与遮挡效率

多个时刻点阴影长度与遮挡长度之和为，多个时刻点未形成阴影与遮挡区域的中位线长度之和为，得出测试时段内阴影与遮挡效率为

，式中为镜场长度。