發(fā)布時(shí)間：2017-10-18 00:47

  本文關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能電池光伏聚光系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著傳統(tǒng)能源瀕臨枯竭,新型能源的開(kāi)發(fā)成了近年來(lái)能源行業(yè)的一大熱點(diǎn)。太陽(yáng)能以綠色環(huán)保、取之不盡、易于開(kāi)發(fā)利用等諸多優(yōu)點(diǎn)在新型能源開(kāi)發(fā)中占據(jù)了重要的一席之地。針對(duì)太陽(yáng)能能流密度低而設(shè)計(jì)的各種太陽(yáng)能聚光器應(yīng)運(yùn)而生。但是光伏聚光器的設(shè)計(jì)通常依據(jù)垂直入射光為基本條件,造成了聚光系統(tǒng)的安裝必須配套高精度追日系統(tǒng),直接造成設(shè)備的安裝、保養(yǎng)、維護(hù)的困難,同時(shí)因安裝誤差使聚光系統(tǒng)因?yàn)槿肷涔馄贫斐砂l(fā)電效率降低,電池片損壞等問(wèn)題。為解決以上問(wèn)題,本文研究設(shè)計(jì)了一種免跟蹤式光伏聚光器,聚光系統(tǒng)在接收角17°范圍內(nèi)達(dá)到4倍聚光。分析了菲涅耳透鏡應(yīng)用于硅晶體太陽(yáng)能電池時(shí)受到太陽(yáng)光入射角偏移的影響,利用聚光比和邊緣光線的原理,推導(dǎo)了拋物線是二級(jí)聚光器的初始結(jié)構(gòu),然后使用Tracepro進(jìn)行優(yōu)化,最后對(duì)免跟蹤光伏聚光系統(tǒng)進(jìn)行了分析。該設(shè)計(jì)適用于硅晶體太陽(yáng)能光伏電池片的低倍率免跟蹤的光伏聚光系統(tǒng)。系統(tǒng)采用菲涅耳透鏡作為一級(jí)聚光器,拋物面反射鏡作為二級(jí)聚光器,通過(guò)折-反射方法改變?nèi)肷涔饩�在聚光系統(tǒng)內(nèi)的光路從而實(shí)現(xiàn)免跟蹤聚光。系統(tǒng)的下底面156mm×156mm,上底面354mm×354mm,系統(tǒng)長(zhǎng)度260mm,系統(tǒng)高寬比為0.73。在入射偏向角0-17°范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)4倍聚焦,聚光光斑均勻度大于65%。在入射偏向角0°-25°范圍達(dá)到3倍聚光,入射光斑均勻度大于60%。設(shè)計(jì)透鏡為等齒寬菲涅耳透鏡,入射光線經(jīng)過(guò)菲涅耳透鏡折射使入射光角度發(fā)生偏移的時(shí)候,經(jīng)過(guò)折射的邊緣光線在二級(jí)聚光器上形成的光斑與直接入射的入射光相比會(huì)發(fā)生下移,運(yùn)用這個(gè)效果設(shè)計(jì)出拋物面并拼接為反射型二級(jí)聚光器以擴(kuò)大聚光系統(tǒng)的接收角,并使用光學(xué)軟件驗(yàn)證了聚光器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性。
【關(guān)鍵詞】：太陽(yáng)能 光伏聚光 免跟蹤
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 課題研究的背景9-10
• 1.2 光伏發(fā)電的發(fā)展10-11
• 1.3 太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)11-13
• 1.3.1 聚光系統(tǒng)分類(lèi)及特點(diǎn)11-12
• 1.3.2 跟蹤式光伏聚光系統(tǒng)12-13
• 1.3.3 免跟蹤式光伏聚光系統(tǒng)13
• 1.4 聚光系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀13-16
• 1.4.1 菲涅耳聚光鏡國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4.2 免跟蹤光伏聚光系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.5 論文的研究?jī)?nèi)容和意義16-17
• 1.6 本章小結(jié)17-18
• 2 菲涅耳聚光光學(xué)系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)18-29
• 2.1 成像與非成像光學(xué)19-20
• 2.2 聚光比20-23
• 2.3 邊緣光線原理23-25
• 2.4 光學(xué)擴(kuò)展不變量25-27
• 2.5 光線追跡27-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 3 菲涅耳光伏聚光器的設(shè)計(jì)29-47
• 3.1 菲涅耳聚光透鏡的一般設(shè)計(jì)方法29-31
• 3.2 評(píng)價(jià)聚光系統(tǒng)的指標(biāo)31-34
• 3.3 等齒寬彌散焦斑菲涅耳透鏡的設(shè)計(jì)34-41
• 3.4 菲涅耳透鏡非垂直入射分析41-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 4 拋物線全反射式二級(jí)聚光器47-67
• 4.1 全反射式光漏斗聚光性能分析48-55
• 4.2 拋物線全反射二級(jí)聚光器的設(shè)計(jì)55-66
• 4.2.1 拋物線式二級(jí)聚光器結(jié)構(gòu)參數(shù)55-57
• 4.2.2 拋物線式二次聚光器聚光系統(tǒng)性能分析57-66
• 4.3 本章小結(jié)66-67
• 5 結(jié)論與展望67-69
• 5.1 結(jié)論67
• 5.2 展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文72-73
• 致謝73-75

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本文編號(hào)：1052007