1课题的研究背景和意义

1.1课题的研究背景

当今全球面临着化石能源的日益紧缺以及化石能源的使用所导致的环境污染日益加剧的问题。对于工业化国家来说，能源是支撑国家经济的基础。根据利用技术状况[1]，能源可分为常规能源和新能源两大类。目前使用的能源为常规能源，主要是煤炭、石油、天然气等化石能源，而这些化石能源的储量都是有限的。我国是第二能源消耗大国，其中煤炭占69%，石油占20%，天然气占3.4%，核电、水电及其他能源占7.2%[2]。

总体看，能源生产能力增长缓慢，能源消费需求却快速上升。目前使用的化石能源在使用过程中还会会释放大量的污染物，这些都是目前环境问题的重要根源。以煤炭为例，每生产1吨煤，要消耗 1.6 吨的地下水，煤炭的开采还造成地表塌陷等问题。能源在燃烧的过程中产生大量的烟雾、粉尘、有害气体，是大气污染的主要来源。

在全球环境问题日益突出的今天，人类对于清洁、可再生能源的需求已经非常强烈。太阳能、风能、生物质和地热等新能源将替代传统一次性能源,我国太阳能资源丰富，大多数地区每年接受的太阳能辐射量都在每平方米 4 千瓦时以上，总的辐射量约相当于 6 万多个三峡工程的发电量[3、4]。

1.2课题的研究意义

槽式太阳能热发电技术是最早实现商业化运营[5]的太阳能热发电技术，相对于另外两种发电系统，它具有技术成熟、发电成本低和容易与化石燃料形成混合发电的优点。它是通过聚光器聚焦太阳光,加热集热管内的工质,为发电站的蒸汽产生系统提供高温热源或直接为汽轮机提供高温蒸汽[6]。因此加快推进对槽式太阳能热发电技术的研究,有利于我国当前产业结构调整和社会经济发展。聚光器支架结构是太阳能热发电系统中聚光器组的主要承载部件，其结构强度会影响整体结构的安全性能，而结构刚度则会影响整个系统的稳定性，并且支架结构的成本几乎占到总成本的一半。优化后的支架性能在多方面均有所提高，对提高产品质量、缩短设计周期有重要作用，一定程度上也减少了企业的生产成本，为企业带来一定的经济效益。本课题的研究意义在与通过有限元分析法对支架结构进行优化设计。

2文献综述

2.1国外研究现状

2.1.1槽式太阳能聚光器(材料)