定日镜镜面弯曲机构设计及面形优化

塔式太阳能热电站存在着定日镜面形精度不足，反射光斑尺寸大的问题，限制着系统的转化效率和成本。针对该问题，通过光学分析建立理想定目镜面形模型，该面形为随时间与位置变化的抛物面的一部分；基于板壳力学提出一种平板弯曲机构，与传统镜面采取的一致刚度分布不同，对方形平板进行二维刚度分布设计，使简单、低成本的弯矩输入载荷可以实现定目镜所需面形：基于有限元分析、光线追迹、牛顿迭代优化等数值程序，计算机构对给定时刻太阳角的最优面形，以及在全年太阳角分布下静态最优化面形的平均光学效率；设计制造定日镜面形试验系统并进行了原理试验：仿真与试验结果表明，机构实现面形可有效减小反射光斑尺寸，效率高于普通平面镜，且结构简单成本低，易于制造与现场装调，为实际系统设计提供了参考思路。