【摘要】：受自然界昆蟲復(fù)眼的啟發(fā),提出的復(fù)眼型光線收集器可用于太陽光線捕捉。復(fù)眼型光線收集器屬于非成像系統(tǒng)設(shè)計。通常在進(jìn)行太陽光線捕捉或者實現(xiàn)太陽光聚光時都需要太陽跟蹤設(shè)備以保證太陽光線始終垂直入射至光線收集器上,但是在跟蹤精度要求較高的情況下,太陽跟蹤設(shè)備內(nèi)部控制系統(tǒng)復(fù)雜且運(yùn)行起來需要定期維護(hù),此外太陽跟蹤設(shè)備仍然需要額外的電能消耗。復(fù)眼型光線收集器的設(shè)計可作為靜態(tài)太陽光線收集器來提升光學(xué)效率,并且在聚光發(fā)電過程中可以通過減少太陽電池的使用來降低成本。通過使用光線追跡的方法來評估復(fù)眼型光線收集器的光學(xué)性能,復(fù)眼型光線收集器不需要動態(tài)太陽光線跟蹤系統(tǒng)且能保證光線的集光范圍是-63.435°~+63.435°,這樣非常有可能保證復(fù)眼型光線收集器全天候地收集直射太陽光線和漫射太陽光線。太陽能作為一種可再生清潔能源,開發(fā)潛力巨大。在多種利用太陽能方式中,光線收集聚光是一種重要的方式。它將大面積的太陽光線匯聚到小面積區(qū)域再進(jìn)行導(dǎo)光引導(dǎo)或者太陽電池發(fā)電以提高太陽能的利用率。本文提出復(fù)眼型光線收集器的新設(shè)計方案,不同于以往的太陽能聚光器的設(shè)計方式。復(fù)眼型光線收集器將仿生復(fù)眼結(jié)構(gòu)引入非成像系統(tǒng)中,通過分析輻度學(xué)里面的聚光問題來研究光線聚光的能力。光學(xué)設(shè)計完成后,在Tracepro中對不同類型的復(fù)眼型光線收集器進(jìn)行照射仿真,并對整個過程進(jìn)行性能分析。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH74
【圖文】：

應(yīng)用起來極不方便。多通道的復(fù)眼成像系統(tǒng)有提取、通道識別以及多透鏡矯正的高要求。在非聚光領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢，可以把復(fù)眼光學(xué)結(jié)構(gòu)收集器可以實現(xiàn)對雜散光的收集，也可以實現(xiàn)對室內(nèi)照明。對于非成像系統(tǒng)的光學(xué)應(yīng)用可以設(shè)計統(tǒng)利用槽式采光板像拋物面鏡，將光線匯聚到中能量進(jìn)行利用。塔式太陽能聚光系統(tǒng)中起到光線是鏡面反射率高、光斑匯聚精度高、多個鏡面組熱傳介質(zhì)中，熱傳介質(zhì)產(chǎn)生的蒸汽來發(fā)電。利用太陽能采用點(diǎn)聚焦方式，焦斑位置的溫度可以達(dá)直接利用或?qū)崮苻D(zhuǎn)化為電能[1,2]。折射菲涅爾式用比較廣，菲涅爾透鏡是由凸透鏡演變出來的，爾透鏡對光線的收集能力比較強(qiáng)，焦點(diǎn)能量比較以利用，將收集的光能用來室內(nèi)照明、轉(zhuǎn)化熱能

合肥工業(yè)大學(xué)專業(yè)碩士研究生學(xué)位論文社會生活中有著極其重要的地位，傳統(tǒng)能源多為天然氣等。可再生能源的利用越來越引起人們的少溫室氣體的排放，對改善人類的生活有重要意能源包括太陽能、風(fēng)能、核能、生物質(zhì)能。其中因為太陽能有著無限的儲量、全球性分布、經(jīng)濟(jì)面的能量達(dá)到 1.73×10^14KW[3]，并且太陽能在開等污染物。太陽能的利用價值比較大，因此對光。

圖 1.3 平面復(fù)眼系統(tǒng)片來源文獻(xiàn)[4] Fig1.3 Plane compound eye sy處理過程繁瑣且復(fù)雜，需要計算機(jī)集群像配準(zhǔn)及拼接。美國俄亥俄州立大學(xué)的，這種微透鏡陣列可有兩層復(fù)眼結(jié)構(gòu)能上述微透鏡陣列進(jìn)行了改進(jìn)，對透鏡分眼裝置。美國杜克大學(xué)的研究員[15,16]采布于平面 CCD/CMOS 傳感器的矛盾。光像傳感器上，光線就可以實現(xiàn)反射式傳像領(lǐng)域也進(jìn)行了大量的研究。長春光機(jī)組提出了曲面場鏡陣列的方法以提高成中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)課題組在復(fù)眼系統(tǒng)理生復(fù)眼結(jié)構(gòu)，并對復(fù)眼系統(tǒng)標(biāo)定做出了

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2794207