Bewertung und Optimierung von Zielpunktstrategien für solare Turmkraftwerke:
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| Published: |
Aachen
Shaker
2011
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INHALT
1 EINLEITUNG 1
1.1 UEBERBLICK 1
1.2 STAND DER TECHNIK 2
1.3 ZIELSETZUNG 3
2 GRUNDLAGEN 5
2.1 SOLARE STRAHLUNG 5
2.1.1 ALLGEMEINES 5
2.1.2 STRAHLUNGSPHYSIKALISCHE GROESSEN 6
2.1.3 RICHTUNGSVERTEILUNG DER SOLAREN STRAHLUNG 7
2.2 SOLARE TURMKRAFTWERKE 9
2.2.1 UEBERBLICK UND ABGRENZUNG 9
2.2.2 AUFBAU UND FUNKTIONSWEISE 10
2.2.3 HELIOSTATFELD 12
2.2.3.1 HELIOSTATE 12
2.2.3.2 ANORDNUNG DER HELIOSTATE IM FELD 13
2.2.3.3 OPTISCHE VERLUSTE IN HELIOSTATFELDERN 14
2.2.4 RECEIVER 17
2.3 BERECHNUNG VON FLUSSDICHTEVERTEILUNGEN 18
2.3.1 FLUSSDICHTEINTEGRAL 18
2.3.2 STRAHLVERFOLGUNG UND MONTE CARLO-INTEGRATION 20
3 STRAHLVERFOLGUNGSMODELL 21
3.1 MOTIVATION 21
3.2 MODELLANSATZ 22
3.3 KOORDINATENSYSTEME 25
3.4 HELIOSTATMODELL 26
3.5 SOLARSTRAHLUNGSMODELL 27
3.5.1 MOTIVATION 27
3.5.2 ERZEUGUNG VON SONNENVEKTOREN 28
3.5.3 ERZEUGUNG VON ZUFALLSZAHLEN 29
3.5.4 VERTEILUNGEN 30
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1013544153
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
INHALT
3.5.4.1 PILLBOX-VERTEILUNG 30
3.5.4.2 NORMALVERTEILUNG 31
3.5.4.3 BELIEBIGE VERTEILUNG 32
3.6 REFLEXION AM SPIEGEL 33
3.7 ABBLOCK- UND ABSCHATTUNGSMODELL 33
3.7.1 DREISTUFIGER MODELLANSATZ 33
3.7.2 ERSTE STUFE 34
3.7.3 ZWEITE STUFE 35
3.7.4 DRITTE STUFE 38
3.7.5 EINFLUSS DER HIERARCHIEBREITE AUF DIE RECHENZEIT 38
3.8 ATMOSPHAERISCHE TRANSMISSIONSVERIUSTE 39
3.9 BERECHNUNG EINER FLUSSDICHTEVERTEILUNG 39
3.10 SYSTEMATISCHE FEHLER DER MODELLIERUNG 40
3.10.1 UEBERBLICK 40
3.10.2 DISKRETISIERUNG DER SPIEGELOBERFLAECHE 40
3.10.3 HELIOSTATAUSRICHTUNG 46
3.10.4 BETRACHTUNG DER FACETTEN ALS EBENE FLAECHEN 48
3.10.5 REFRAKTION AN DER SPIEGELOBERFLAECHE 49
3.10.6 TERRESTRISCHE REFRAKTION 50
4 STRAHLVERFOLGUNGSPROGRAMM STRAL 53
4.1 MOTIVATION UND UEBERBLICK 53
4.2 AUFBAU UND ABLAUF 53
4.2.1 MODULARER AUFBAU 53
4.2.2 BERECHNUNGSSEQUENZ 54
4.3 DATEN- UND SPEICHERMANAGEMENT 56
4.4 NUMERISCHE EFFEKTE DER GLEITKOMMAARITHMETIK 58
4.5 REDUKTION DER RECHENZEIT 59
4.5.1 AUSNUTZUNG DER VEKTORFAEHIGKEIT EINES PROZESSORS 59
4.5.2 PARALLELISIERUNG 61
4.5.2.1 PARALLELISIERUNG AUF RECHNEREBENE 61
4.5.2.2 PARALLELISIERUNG AUF RECHNEMETZEBENE 64
IMAGE 3
INHALT
5 VALIDIERUNG DES STRAHLVERFOLGUNGSMODELLS 67
5.1 MOTIVATION UND UEBERBLICK 67
5.2 MESSUNG DER STRAHLUNGSFLUSSDICHTEVERTEILUNGEN 69
5.3 DEFLEKTOMETRISCHE MESSUNG DER KONZENTRATORFORM 71
5.4 SIMULATION 72
5.5 VERGLEICHENDE ANALYSE VON STRAHLUNGSFLUSSDICHTEVERTEILUNGEN 73
5.6 ERGEBNISSE 75
5.7 MESSUNSICHERHEITEN 79
6 OPTIMIERUNG VON ZIELPUNKTVERTEILUNGEN 83
6.1 MOTIVATION UND UEBERBLICK 83
6.2 BEWERTUNG VON ZIELPUNKTVERTEILUNGEN 83
6.3 CHARAKTERISIERUNG DES OPTIMIERUNGSPROBLEMS 84
6.4 VERFAHREN ZUR BESCHLEUNIGTEN BERECHNUNG DER QUALITAETSGROESSE 85
6.5 DER AMEISENALGORITHMUS 87
6.5.1 EINFUEHRUNG 87
6.5.2 ANT SYSTEM-ALGORITHMUS 88
6.5.3 ANT COLONY SYSTEM-ALGORITHMUS 89
6.5.4 UEBERTRAGUNG AUF DAS ZIELPUNKT-OPTIMIERUNGSPROBLEM 91
6.6 ANWENDUNG DES OPTIMIERUNGSVERFAHRENS 94
6.6.1 UEBERBLICK 94
6.6.2 ANWENDUNG AM BEISPIEL EINER APERTURLEISTUNGS- MAXIMIERUNG UNTER
NEBENBEDINGUNGEN 95
6.6.2.1 RECEIVERMODELL 95
6.6.2.2 ZIELPUNKTE 95
6.6.2.3 ERGEBNISSE DER OPTIMIERUNG 96
6.6.2.4 VARIATION DER OPTIMIERUNGSPARAMETER 99
6.6.3 ANWENDUNG AM BEISPIEL EINES RECEIVERS MIT HOCHKONZENTRIERENDER
PHOTOVOLTAIK 105
6.6.3.1 RECEIVER-MODELL 105
6.6.3.2 ZIELPUNKTE 107
6.6.3.3 ERGEBNISSE DER OPTIMIERUNG 109
6.7 ZIELPUNKTWECHSEL 112
III
IMAGE 4
INHALT
7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 115
IV
|
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