随着化石能源的减少和人们环保意识的增强,新能源被大力发展。太阳能发电成为当前新能源开发利用的重要发展方向,其中塔式太阳能电站因为其发电效率高而被大量关注。塔式太阳能镜场中影响发电效率的关键因素是吸热器表面所接收的能量,因此研究吸热器表面的能流分布对提高镜场发电效率起到重要作用。本文在了解了国内外塔式太阳能聚热发电系统现状后,对吸热器表面能流分布的研究方法做了具体介绍,并进行了以下研究:(1)对太阳的运动规律进行分析,根据塔式太阳能光聚热定日镜场的实际需求,建立了定日镜的跟踪控制策略模型。(2)建立定日镜聚光集热过程的物理模型,仿真了一天当中不同时刻定日镜场中不同位置的单面定日镜在不同形状吸热器表面的反射光斑形态。模拟了多面定日镜构成定日镜场时吸热器表面的光斑成像,分析了影响定日镜场聚光效率的因素。(3)介绍了太阳形状和太阳光发散性的成因,基于太阳光线是非平行光的情况下建立了定日镜在吸热器表面的光斑成像和能流密度分布模型。(4)根据大型定日镜场的三层镜场网络结构特点,设计了吸热器表面光斑成像的改进算法,该方法能够有效地简化大型镜场的能流密度分布计算。根据计算结果对定日镜的瞄准控制策略进行改进,提高镜场发电效率。仿真结果表明,本文采用的塔式太阳能定日镜聚光控制策略满足现场要求,光聚热定日镜组的能流密度建模方法可以为后续聚光策略提供重要理论依据。为我国塔式太阳能发电技术的发展起到了推进作用。