煤炭、石油等傳統(tǒng)能源的利用率正在逐年增長(zhǎng),但資源的儲(chǔ)備量是有限的。因此,太陽(yáng)能的開發(fā)利用受到了大量科研工作者的青睞,太陽(yáng)能相比于其他能源具有諸多的優(yōu)勢(shì):資源儲(chǔ)備巨大;可無(wú)限利用;綠色清潔無(wú)污染等。目前,太陽(yáng)光線的能量密度低、光束發(fā)散過(guò)大等問(wèn)題限制其大規(guī)模應(yīng)用,太陽(yáng)能聚光器作為一個(gè)可高倍聚焦的光學(xué)系統(tǒng)可以有效地提高太陽(yáng)能的利用效率,將光波導(dǎo)板應(yīng)用到太陽(yáng)能聚光器的設(shè)計(jì)中已成為一種新型光學(xué)解決方案,同時(shí)需要將成像光學(xué)和非成像光學(xué)相結(jié)合,用以更加全面地設(shè)計(jì)和分析光學(xué)系統(tǒng)。針對(duì)太陽(yáng)能聚光器光波導(dǎo)板中的光線逃逸問(wèn)題,本文提出了基于梯度折射率介質(zhì)的高效率聚光光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,對(duì)梯度折射率材料光波導(dǎo)板在聚光光伏系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了理論驗(yàn)證,并為小型聚光光伏系統(tǒng)在日常生活中的應(yīng)用發(fā)揮了一定的指導(dǎo)作用,同時(shí)滿足無(wú)漏光的設(shè)計(jì)要求。該方案能夠充分發(fā)揮出拋物面面型聚光模塊、柱面鏡聚光模塊和梯度折射率材料光波導(dǎo)板各自的性能優(yōu)勢(shì),將太陽(yáng)光線高效地傳播至光伏電池上。主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）首先,說(shuō)明了本課題的研究目的及意義,闡述了不同類型太陽(yáng)能聚光器的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和聚光系統(tǒng)工作原理,同時(shí)給出了梯度折射率光學(xué)的研究概況... 

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究目的及研究意義
    1.2 太陽(yáng)能利用方法
    1.3 太陽(yáng)能聚光類型及研究進(jìn)展
        1.3.1 反射式聚光器
        1.3.2 透射式聚光器
        1.3.3 混合式聚光器
    1.4 梯度折射率光學(xué)研究進(jìn)展
    1.5 本文研究?jī)?nèi)容
    1.6 本章小結(jié)
第2章 聚光系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理及相關(guān)理論分析
    2.1 聚光器設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)
        2.1.1 Monte Carlo光線追跡法的應(yīng)用思路
        2.1.2 Monte Carlo光線追跡法的仿真過(guò)程
    2.2 非成像光學(xué)相關(guān)理論
        2.2.1 非成像光學(xué)設(shè)計(jì)理論
        2.2.2 聚光系統(tǒng)性能參數(shù)
    2.3 梯度折射率設(shè)計(jì)相關(guān)理論
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于拋物線方程和梯度折射率計(jì)算方法的聚光器設(shè)計(jì)
    3.1 聚光器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.1.1 拋物面面型聚光模塊設(shè)計(jì)
        3.1.2 梯度折射率材料光波導(dǎo)板設(shè)計(jì)
        3.1.3 聚光器的模型對(duì)比仿真
    3.2 聚光器的性能分析
        3.2.1 聚光比與光學(xué)效率
        3.2.2 會(huì)聚光斑能量密度分布
        3.2.3 光線接收角
        3.2.4 光波導(dǎo)板上光線入射角的研究
    3.3 聚光器的相對(duì)位置誤差分析
        3.3.1 垂軸位置誤差
        3.3.2 軸向位置誤差
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于柱面鏡和梯度折射率材料光波導(dǎo)板的聚光器設(shè)計(jì)
    4.1 聚光器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.1.1 柱面鏡聚光模塊設(shè)計(jì)
        4.1.2 梯度折射率材料光波導(dǎo)板設(shè)計(jì)
        4.1.3 聚光器的模型對(duì)比仿真
    4.2 聚光器的性能分析
        4.2.1 聚光比與光學(xué)效率
        4.2.2 會(huì)聚光斑能量密度分布
        4.2.3 柱面鏡F數(shù)的研究
        4.2.4 光線接收角
        4.2.5 光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)反射面的傾斜角對(duì)光學(xué)性能的影響
    4.3 梯度折射率材料光波導(dǎo)板的加工分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 主要工作總結(jié)
    5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    5.3 現(xiàn)存的不足與工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文
致謝



本文編號(hào)：3714847