【摘要】：一直以來,光伏系統(tǒng)都因為成本太高而難以在實際應(yīng)用中大規(guī)模推廣,而光伏系統(tǒng)中的太陽電池造價昂貴是光伏發(fā)電成本居高不下的主要原因。因此,聚光光伏系統(tǒng)因其有望降低高昂的發(fā)電成本而在眾多光伏系統(tǒng)中脫穎而出。聚光光伏系統(tǒng)中聚光器的聚光性能好壞,是決定系統(tǒng)能否在保持輸出功率的同時降低發(fā)電成本的關(guān)鍵。因此,對聚光器的設(shè)計和研究就成了當(dāng)務(wù)之急。 本文根據(jù)基本光學(xué)原理,結(jié)合聚光器設(shè)計常用方法,研究了菲涅爾透鏡的設(shè)計方法,推導(dǎo)出了菲涅爾透鏡齒面傾斜角的計算公式,并根據(jù)推導(dǎo)出的公式設(shè)計出了菲涅爾透鏡。并且,利用光學(xué)軟件對所設(shè)計的菲涅爾透鏡進行了光線追跡,分析了處在不同位置的接收面上的光輻照強度及分布情況。同時,根據(jù)復(fù)合拋物面聚光器的形成原理研究了復(fù)合拋物面聚光器的設(shè)計方法,推導(dǎo)出了設(shè)計復(fù)合拋物面聚光器主要參數(shù)的計算公式,并根據(jù)推導(dǎo)出的公式設(shè)計了一個復(fù)合拋物面聚光器。利用光學(xué)軟件對設(shè)計的復(fù)合拋物面聚光器進行了光線追跡,分析了在不同入射角下接收面上的光輻照強度及分布情況。 根據(jù)前面研究獲得的菲涅爾透鏡和復(fù)合拋物面聚光器的聚光性能,使用兩者相結(jié)合而形成一個二級聚光器,用以增大聚光器的接收角、提高聚光倍數(shù)以及優(yōu)化聚光均勻度。對所設(shè)計的二級聚光器的研究表明,雖然使用菲涅爾透鏡-復(fù)合拋物面聚光器的組合可以有效地增大聚光器的接收角,但是卻無法達到優(yōu)化聚光均勻度的目的。因此對二級聚光器的聚光光路進行了分析,找出了導(dǎo)致聚光均勻度差的原因,提出了在復(fù)合拋物面聚光器內(nèi)添加一個反向放置的菲涅爾透鏡來均勻分布光線的改進方法。分析后發(fā)現(xiàn),改進后的二級聚光器在保持大的接收角的同時,可以使聚光均勻度達到一個可以接受的程度。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TK513.1
【圖文】：

第二章聚光相關(guān)理論種相反光線先經(jīng)透鏡折射后再由反射面反射到接收面上;全反射式聚光)，等等〔5‘，。聚光器的聚光倍數(shù)聚光倍數(shù)是聚光器的一個非常重要的參數(shù)，因為我們設(shè)計聚光器的目的就聚集太陽光，提高接收面的光輻照度。簡單來講，聚光器的聚光倍數(shù)是指入射面面積與接收面面積的比值，也稱聚光比，用C來表示。

tafl“=r，n丫:己+f漢一f·(3一16)3.4菲涅爾透鏡的設(shè)計算例透鏡設(shè)計參數(shù)如下:焦距f’=150mm，通光孔徑(透鏡半徑)R=67mm齒距b=lmm，透鏡材料使用尸工從工理，其折射率n=1.49先計算出透鏡上每一小斜面中心點到透鏡軸線的距離廠’根據(jù)以上設(shè)計參數(shù)，首由于是等齒距菲涅爾透鏡，廠’應(yīng)該是一個等差數(shù)列，這里設(shè)計為52個齒，透鏡中心小曲面半徑定為15mm，則r’，=15.5mm，r’52=66·smm，r’。+1一r’。=lmm.這樣根據(jù)公式(3一16)編制計算程序，計算出個各齒小斜面傾角tana，由于齒距b=lmm，則每一個齒的高度Zh=tana.列出計算結(jié)果并繪制數(shù)據(jù)曲線圖:小斜面傾角計算數(shù)據(jù)(單位mm)-

【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 李林;LED照明光學(xué)系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機械研究所);2012年

本文編號：2729521