[发明专利]一种太阳能热/电联合聚集光路方法

权利要求书

1.一种太阳能热/电联合聚集光路方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、起始和目标接收点的离散映射：

采用如下公式(1)进行起始和目标接收点的离散映射：

其中，y表示各离散点的y坐标距离，n表示划分分数，i为序列，下标s和t分别表示发射和目标接收区域，k代表吸热区和聚光光伏区之间的分光节点；

各离散点需要满足关系式z²＝y²/4f；

其中，f为一次镜自由面聚集器焦距，为满足特定光伏分光占有比w的要求，分光节点还需满足以下公式：

其中，R_max为一次镜自由面聚集器的最大半径，R_min为一次镜自由面聚集器的最小半径；

S2、自由面离散点的求解：

自由面离散点的求解包括

(a)已知初始发射点Ps,0发射一根矢量为vs,0的光线，假设该光线同目标曲面相交于P₀以确定曲面置放的相对位置，根据目标矢量L_t,0和目标点P_t,0求解交点法向并获得该法向的延长线矩阵v₀＝P₀+λ₀t₀，其中，t₀为幅角，λ₀为调节参数；

(b)从第二起始点P_s,1开始，已知光线以矢量v_s,1投射至目标曲面，且被要求反射至P_t,1点，则存在标量λ_s,1使得光线[P_s,1,v_s,1]^T同目标曲面的交点P₁为：

P₁＝P_s,1+λ_s,1v_s,1 (3)

至此，若能获得标量λ_s,1的值即可确定光线交点P₁位置；

(c)为求解标量λ_s,1，假设微元弧线段为圆弧形状，而根据法向向量n₀和n₁皆垂直于弧线，因此存在关系式：

上式中，P₀为已知量，C₀即线段v₀和v₁的交点，v₀可由表达式v₀＝P₀+n₀t₀获得，即为参变量幅角t₀的单值函数；同样，对v₁存在关系式v₁＝P₁+n₁t₁，其中，P₁由公式(3)获得，n₁根据下式：

n₁＝Rot(y,θ₁)(-v_s,1) (5)

式中，v_s,1为发射源矢量，θ₁为入射/反射矢量平分角，可由下式求解获得：

(d)求解出标量λ_s,1后，将其带入公式(5)和(6)即可获得P₁点坐标及其对应法向向量n₁；以此类推，依次求解P₂、P₃、P₄…的坐标和法向向量；

S3、自由曲线重构：连接所有点形成自由曲线；

S4、自由曲面生成：将所述自由曲线环绕其对称轴进行旋转，最终获得三维自由曲面。