I CRES GRLM 中国可再生能源学会 国家太阳能 光热技术创新战略 联盟标准 T/CRES 0003 -2018 T/GRLM 04-2015 太阳能聚光器面形性能测量方法 Measurement methods for the surface shape performance of the solar concentrator 2015 -01-12 发布 2015 -02-01实施 中国可再生能源学会 发布 国家太阳能光热产业技术创新战略联盟 I 目 次 前 言 ................................ ................................ ................................ ............................ II 1 范围 ................................ ................................ ................................ ............................. 1 2 规范性引用文件 ................................ ................................ ................................ ......... 1 3 术语和定义 ................................ ................................ ................................ ................. 1 4 技术要求 ................................ ................................ ................................ ..................... 1 5 试验方法 ................................ ................................ ................................ ..................... 2 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1—2009给出的规则起草。 本标准由 国家太阳能光热产业 技术创新战略 联盟提出。 本标准由 中国可再生能源学会 和国家太阳能光热产业 技术创新战略 联盟联合归口。 本标准起草单位：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、中国标准化研究院、 中国科学院电工研究所、北京清华阳光能源开发有限责任公司、东莞市康达机电工程有限 公司、广东五星太阳能股份有限公司、湖北贵族真空科技股份有限公司、皇明太阳能集团 有限公司、江苏省产品质量监督检验研究院、太阳雨集团有限公司、南京工业大学、山东 力诺新材料 有限公司、上海交通大学、西安交通大学、云南师范大学 。 本标准主要起草人： 魏秀东、卢振武、原郭丰、朱会宾、郭明焕、王华荣、王赓、任 兰旭、李旭光、周福云、代彦军、操恺、李明、唐文学、周生宣、闫忠、李开春、凌祥、 王相民。 1 太阳能聚光器面形性能测量方法 1 范围 本标准规定了太阳能聚光器面形性能的测量方法。 本标准适用于太阳能聚光器面形性能的测量。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所 注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（ 包括所 有的修改单）适用于本文件。 GB/T 12936 太阳能热利用术语 GB/T 26972 聚光型太阳能热发电术语 3 术语和定义 GB/T 12936 、GB/T 26972 确立的以及下列术语和定义适用于本标准。 3.1 倾斜误差 slope deviation 聚光器表面法线方向的测量值与理论值的偏差。 3.2 截断因子 intercept factor 在聚光集热系统中，吸热器接收的能量与聚光器会聚的总能量之比。 4 技术要求 技术要求 1：聚光器表面采样点法线方向分别沿聚光器坐标系 x方向和 y 方向的倾斜误差， 绘制倾斜误差分布图， 计算倾斜误差均方根值， 该值应 ≤3mrad； 技术要求 2：不考虑太阳发散角的影响，对聚光器进行光线追迹，光线数 等于聚光器表面采样点数，追迹光线为一束平行光，且平行于聚光器的光轴入 射，经聚光器反射后交于接收面上，接收面位于聚光器的理论焦点或焦线位置， 接收面的形状和尺寸与理论值相等，计算追迹光线与接收面的交点数占追迹光 线总数的百分比，该百分比应 ≥99.6%； 技术要求 3：考虑太阳发散角的影响，对聚光器进行光线追迹， 光线数等 于被测镜表面采样点数乘以太阳发散角内追迹光线数，追迹光束的主光线沿聚2 光器的光轴入射，经聚光器反射后交于接收面上，接收面位于聚光器的理论焦 点或焦线位置，接收面的形状和尺寸与理论值相等，计算追迹光线与接收面的 交点数占追迹光线总数的百分比，该百分比应 ≥98.6%。 技术要求 4：根据聚光器表面采样点法线方向测量值及采样点坐标测量值， 对聚光器表面进行曲面拟合，绘制聚光器表面三维图。 5 试验方法 5.1测量系统组成 测量系统包括以下部分： 1) 目标屏，用于显示黑白相间的正弦条纹，目标屏具有一定的平整度和 漫反射性，目标屏水平放置，距离被测反光镜一定高度。 2) 相机，用于拍摄条纹经聚光器反射所成的像，相机均经过校准，与测 量系统配套使用。 3) 数字投影机，用于将有规律的条纹投射到目标屏上。 4）计算机，对相机获得的条纹图像进行处理，计算聚光器的面形误差， 并对聚光器进行光线追迹，计算聚光器的截断因子； 5）测量平台，测量平台装有用于支撑聚光器的支架，用于安放聚光器， 在测量不同尺寸、形状和面形的反射镜时，需要使用特定的测量平台，以减小 因聚光器变形而引起的测量误差。聚光器水平放置。 测量原理图 如图 1所示。 图1聚光器面形性能测量试验原理图 3 5.2 测量仪器 测量仪器可以使用条纹反射测量系统 (FRMS)或偏折法测试系统 (QDec)。 测量仪器性能指标要求： 1) 测量分辨率： ≥100万采样点； 2) 测量不确定性： ≤0.6mrad； 3) 重复性精度： ≤0.01mrad 5.3 测量过程 测量应在暗室内进行，对聚光器制品进行测量，测量过程如下： 1) 在测量设备安装完毕后，要对系统进行校准：对相机的内外参数进行标 定，包括相机主点位置、畸变率；对测量系统各部件的位置进行校准，该校准 至少每隔 6个月进行一次。 2) 将被测聚光器制品放置于测量系统的测试支架上，按照测试支架上的定 位标志，对被测聚光器制品进行定位。 3) 使用数字投影机将测量用的正弦条纹投影于目标屏上，正弦条纹经被测 聚光器表面反射成像于测量相机中，测量相机拍摄条纹像，并存储于计算机中。 使用测量软件对相机拍摄的条纹像进行处理，计算出被测聚光器表面采样点的 法线方向。 4) 使用测量软件对测量数据进行处理：计算被测聚光器在平行光入射和考 虑太阳发散角条件下的截断因子；绘制被测聚光器表面倾斜误差分布图；对被 测聚光器表面进行曲面拟合，绘制聚光器表面三维图。