Monte Carlo光线跟踪模拟塔式太阳能热发电接收面板上的辐射能密度分布

版权申明：本文是根据作者自己的项目经历提炼出来的光线跟踪方法在塔式太阳能发电仿真模拟上的应用，涉及具体的实现细节和背后原理。纯原创。如转载请注明出处。

目录

坐标系

场地的坐标系如图，为了迎合DirectX的习惯，采用的是左手坐标系。

太阳方向由两个角度确定$(\theta,\phi)$，对应图中的方位角Azimuth，和高度角Altitude。$\theta$ 定义为从正东方向出发，逆时针方向为正向。于是太阳的主方向 $\mathbf{s}$ 可以表示为
$\{ x=\cos\phi \cdot \cos\theta, y=\sin\phi, z=\cos\phi\cdot\sin\theta \}$

定日镜调整

定日镜是一个双轴跟踪（two-axis tracking）系统，每个定日镜都自带控制系统实时将太阳光聚焦到目标位置。根据定日镜中心坐标和接收器上聚焦点的坐标，可以计算反射光线方向$\mathbf{r}$，再结合太阳方向$\mathbf{s}$，根据反射定律可以得到定日镜的法向：