發(fā)布時(shí)間：2021-04-28 18:09

　　雖然太陽能資源豐富、清潔無污染、可持續(xù)利用,但是,太陽能的分散性導(dǎo)致其能流密度低、其間歇性使得太陽輻射照度不穩(wěn)定,這就意味著必須采用一定的技術(shù)和裝置對太陽能進(jìn)行收集。本文主要研究太陽能聚光器—改良的線形菲涅爾透鏡,它是將太陽光通過透鏡的方式聚集成線形以增加其能量密度的同時(shí)也便于太陽能熱能收集與傳遞的一種現(xiàn)有技術(shù)。目前,菲涅爾透鏡因其特有的優(yōu)勢已被廣泛研究和應(yīng)用,其中點(diǎn)聚焦菲涅爾透鏡因其高聚光倍數(shù)已被廣泛應(yīng)用于光伏發(fā)電技術(shù),而具有較低聚光倍數(shù)的線聚焦菲涅爾透鏡卻少有人研究。本文主要設(shè)計(jì)線聚焦菲涅爾透鏡,分析其聚光效果,并將其設(shè)計(jì)成多行線聚焦聚光器用于平板太陽能,不僅為菲涅爾透鏡的研究提供了一個(gè)新的思路,同時(shí)因設(shè)計(jì)的聚光太陽能系統(tǒng)易于與高層建筑結(jié)合的優(yōu)勢也為太陽能熱水器的普及提供了一個(gè)新的途徑。論文首先從菲涅爾透鏡的光學(xué)原理和幾何原理出發(fā),依據(jù)2010年吳賀利推導(dǎo)出的菲涅爾透鏡的一般設(shè)計(jì)公式,給出本次菲涅爾透鏡的設(shè)計(jì)公式,即線形菲涅爾透鏡棱角α的計(jì)算公式;依據(jù)計(jì)算公式和Matlab軟件計(jì)算需要的透鏡模型參數(shù),利用Pro/E三維參數(shù)化建模,然后將建立的模型導(dǎo)入Trace Pro光學(xué)模擬軟件中... 

【文章來源】：武漢工程大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
引言
第1章 緒論
    1.1 太陽能資源及其利用
        1.1.1 太陽能資源
        1.1.2 太陽能的利用
    1.2 太陽能聚光器的研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題的研究背景及研究內(nèi)容
        1.3.1 本課題的研究背景
        1.3.2 本課題的研究意義
        1.3.3 本課題的研究內(nèi)容
        1.3.4 創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 菲涅爾聚光器的理論基礎(chǔ)
    2.1 菲涅爾聚光器的提出
    2.2 菲涅爾透鏡的設(shè)計(jì)方法
        2.2.1 設(shè)計(jì)原理
        2.2.2 光線追跡方法
    2.3 菲涅爾透鏡的分類和設(shè)計(jì)
        2.3.1 菲涅爾透鏡的分類
        2.3.2 菲涅爾透鏡的設(shè)計(jì)
    2.4 菲涅爾透鏡的聚光效果參數(shù)
        2.4.1 聚光比
        2.4.2 聚光效率
    2.5 跟蹤系統(tǒng)
        2.5.1 太陽光的特性
        2.5.2 陽光跟蹤系統(tǒng)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 菲涅爾透鏡聚光性能仿真模擬分析
    3.1 菲涅爾聚光器結(jié)構(gòu)分析
        3.1.1 透鏡棱寬對其聚光性能的影響
        3.1.2 透鏡的F數(shù)對其聚光性能的影響
        3.1.3 入射光線角度對聚光性能的影響
    3.2 菲涅爾透鏡的光學(xué)模擬
        3.2.1 太陽光譜模擬
        3.2.2 光學(xué)模擬軟件的介紹
    3.3 菲涅爾聚光器光學(xué)仿真
        3.3.1 平面線形菲涅爾透鏡的光學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)
        3.3.2 曲面線形菲涅爾透鏡的光學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 多行線形菲涅爾聚光器的應(yīng)用分析
    4.1 目前我國太陽能熱水器的種類
    4.2 我國太陽能熱水器的發(fā)展趨勢
    4.3 多行線形菲涅爾透鏡用于太陽能熱水器的可行性分析
        4.3.1 多行平面線形菲涅爾聚光器
        4.3.2 多行曲面線形菲涅爾聚光器
第5章 結(jié)論及建議
    5.1 結(jié)論
    5.2 建議
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]分布式焦點(diǎn)法線聚焦菲涅耳聚光器設(shè)計(jì)及性能分析[J]. 李望,徐熙平,宋賀倫,茹占強(qiáng),盧鑫,張國玉,張耀輝.  紅外與激光工程. 2010(04)
[2]菲涅爾透鏡提高太陽能利用率的研究[J]. 姚敘紅,朱林泉,薛忠晉,邢進(jìn),楊敏.  紅外. 2009(03)
[3]可再生能源產(chǎn)業(yè)(太陽能利用)發(fā)展概覽[J]. 時(shí)璟麗.  陽光能源. 2009(01)
[4]太陽能熱利用的思考[J]. 王軍.  高科技與產(chǎn)業(yè)化. 2008(11)
[5]免跟蹤透射式太陽聚光器的設(shè)計(jì)[J]. 寧鐸,劉飛航,吳彥銳,狄亮,姚璽,屈毅.  光子學(xué)報(bào). 2008(11)
[6]對中國能源問題的思考[J]. 江澤民.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(03)
[7]太陽能熱發(fā)電系列文章（15）——太陽能熱發(fā)電中的聚光器[J]. 王軍,張耀明,金保升,劉德有,安翠翠.  太陽能. 2007(09)
[8]折面形拋物柱聚光器的設(shè)計(jì)與分析[J]. 張翼中,崔文智,陳清華.  順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2007(03)
[9]住宅太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能與經(jīng)濟(jì)分析[J]. 董偉玉.  建筑施工. 2005(03)
[10]折面形拋物柱太陽能聚光器的研制[J]. 寧鐸.  太陽能學(xué)報(bào). 2003(05)

博士論文
[1]太陽能聚光器聚焦光斑能流密度分布的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉穎.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008

碩士論文
[1]菲涅爾透鏡聚光性能研究[D]. 陳志明.中國計(jì)量學(xué)院 2013
[2]菲涅爾太陽能聚光器研究[D]. 吳賀利.武漢理工大學(xué) 2010
[3]熱管平板式太陽能集熱器和太陽能熱水系統(tǒng)的研究[D]. 劉繼者.天津大學(xué) 2007
[4]濟(jì)南地區(qū)風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電資源潛力分析[D]. 舒海靜.山東大學(xué) 2005



本文編號：3165933