在清潔能源問(wèn)題日益突出的今天,太陽(yáng)能相比于其他能源具有很大優(yōu)勢(shì),如資源儲(chǔ)備巨大、綠色清潔無(wú)污染等。因此,著眼于太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)與利用已成為大勢(shì)所趨。由于傳統(tǒng)混合式聚光器結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜、發(fā)電成本較高且聚光效果并不是十分理想,對(duì)此本文以傳統(tǒng)混合式太陽(yáng)能聚光器為基礎(chǔ),根據(jù)非成像光學(xué)理論尋求設(shè)計(jì)方案,建立了兩套能夠同時(shí)獲得高聚光比與高聚光效率的新型點(diǎn)聚焦光伏聚光系統(tǒng)。主要研究工作如下:首先,根據(jù)邊緣光線(xiàn)理論,結(jié)合光線(xiàn)的折射反射定律設(shè)計(jì)了復(fù)合拋物面（CPC）型點(diǎn)聚焦全反射式光伏聚光器。該聚光器包含雙拋物面型聚光模塊陣列和CPC型導(dǎo)光板,光線(xiàn)通過(guò)雙拋物面結(jié)構(gòu)會(huì)聚并耦合進(jìn)入導(dǎo)光板中傳播,隨后經(jīng)CPC結(jié)構(gòu)會(huì)聚在導(dǎo)光板側(cè)方端面以實(shí)現(xiàn)光線(xiàn)點(diǎn)聚焦。對(duì)系統(tǒng)中拋物線(xiàn)系數(shù),聚光模塊高度以及CPC設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)聚光比、聚光效率等性能進(jìn)行了分析。CPC型點(diǎn)聚焦全反射式光伏聚光器的設(shè)計(jì),能夠在高幾何聚光比的情況下使聚光系統(tǒng)依然保有較高的聚光效率,同時(shí)由于雙拋物面結(jié)構(gòu)以及CPC結(jié)構(gòu)等相對(duì)簡(jiǎn)單易于加工,從而減少了系統(tǒng)的制造成本。為了提高設(shè)計(jì)效率,提出了扇形點(diǎn)聚焦全反射式光伏聚光器。相比于CPC型點(diǎn)聚焦全反射式光伏聚光器,該聚光器將雙... 

【文章來(lái)源】：長(zhǎng)春理工大學(xué)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

中國(guó)太陽(yáng)能資源輻射量分布圖

5射孔徑的能量聚焦到聚光器出射孔徑一側(cè)的接收器，達(dá)到將光線(xiàn)高效集中的目的。其中單個(gè)表面反射的能量部分定向聚焦，使得目標(biāo)接收器上形成的聚光能量點(diǎn)能夠彼此疊加。接收器可以是能量吸收裝置（例如光伏陣列），二階能量聚光變壓器或者流量均化器。Victorovic隨后發(fā)布了非成像反射透鏡聚光器的原型，后期進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)可獲得1000倍的聚光比。圖1.2點(diǎn)聚焦非成像反射透鏡聚光器示意圖合理的聚光器設(shè)計(jì)能夠在進(jìn)行光熱利用和光伏發(fā)電時(shí)，在提高光學(xué)效率的同時(shí)提高聚焦光斑均勻性。為了達(dá)到這一目標(biāo)，Schwartzman設(shè)計(jì)了一種由棱鏡陣列組成的點(diǎn)聚焦太陽(yáng)能聚光器透鏡[28]，圖1.3顯示了一個(gè)立體多平面透鏡，上面由25個(gè)面向太陽(yáng)的平面組合而成，下表面為朝向底部散熱板上的光伏電池平面。透視圖展示了25個(gè)平面上的每一個(gè)棱鏡的設(shè)計(jì)方法，來(lái)使入射的太陽(yáng)光線(xiàn)偏轉(zhuǎn)，并均勻照亮正方形的光伏電池。多個(gè)棱鏡均勻地照亮一個(gè)共同的目標(biāo)區(qū)域，在目標(biāo)區(qū)域產(chǎn)生一個(gè)中心能量很高的聚焦均勻光斑，能夠有效延長(zhǎng)光伏電池的使用壽命。圖1.3棱鏡陣列組成的聚光器透視圖利用透射和反射原理，荊雷設(shè)計(jì)了緊湊型的菲涅爾點(diǎn)聚焦太陽(yáng)能聚光器[29]，如圖1.4所示。它由一個(gè)透射面、反射鏡面1和反射鏡面2組成，其中透射面的球形鋸齒

5射孔徑的能量聚焦到聚光器出射孔徑一側(cè)的接收器，達(dá)到將光線(xiàn)高效集中的目的。其中單個(gè)表面反射的能量部分定向聚焦，使得目標(biāo)接收器上形成的聚光能量點(diǎn)能夠彼此疊加。接收器可以是能量吸收裝置（例如光伏陣列），二階能量聚光變壓器或者流量均化器。Victorovic隨后發(fā)布了非成像反射透鏡聚光器的原型，后期進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)可獲得1000倍的聚光比。圖1.2點(diǎn)聚焦非成像反射透鏡聚光器示意圖合理的聚光器設(shè)計(jì)能夠在進(jìn)行光熱利用和光伏發(fā)電時(shí)，在提高光學(xué)效率的同時(shí)提高聚焦光斑均勻性。為了達(dá)到這一目標(biāo)，Schwartzman設(shè)計(jì)了一種由棱鏡陣列組成的點(diǎn)聚焦太陽(yáng)能聚光器透鏡[28]，圖1.3顯示了一個(gè)立體多平面透鏡，上面由25個(gè)面向太陽(yáng)的平面組合而成，下表面為朝向底部散熱板上的光伏電池平面。透視圖展示了25個(gè)平面上的每一個(gè)棱鏡的設(shè)計(jì)方法，來(lái)使入射的太陽(yáng)光線(xiàn)偏轉(zhuǎn)，并均勻照亮正方形的光伏電池。多個(gè)棱鏡均勻地照亮一個(gè)共同的目標(biāo)區(qū)域，在目標(biāo)區(qū)域產(chǎn)生一個(gè)中心能量很高的聚焦均勻光斑，能夠有效延長(zhǎng)光伏電池的使用壽命。圖1.3棱鏡陣列組成的聚光器透視圖利用透射和反射原理，荊雷設(shè)計(jì)了緊湊型的菲涅爾點(diǎn)聚焦太陽(yáng)能聚光器[29]，如圖1.4所示。它由一個(gè)透射面、反射鏡面1和反射鏡面2組成，其中透射面的球形鋸齒

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]導(dǎo)光板型太陽(yáng)能聚光器的設(shè)計(jì)方法研究[D]. 尹鵬.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2018
[3]多功能太陽(yáng)能光伏光熱集熱器的理論和實(shí)驗(yàn)研究[D]. 郭超.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[4]中國(guó)能源消費(fèi)增長(zhǎng)的問(wèn)題及對(duì)策研究[D]. 聶洪光.吉林大學(xué) 2013
[5]線(xiàn)性菲涅耳反射太陽(yáng)能聚光器的理論分析與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張謙.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[6]新型Fresnel光伏聚光鏡的設(shè)計(jì)研究[D]. 荊雷.中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2012

碩士論文
[1]新型菲涅爾聚光器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 李霜.電子科技大學(xué) 2018
[2]一種太陽(yáng)能線(xiàn)形聚光器的設(shè)計(jì)與分析[D]. 王海蓮.武漢工程大學(xué) 2014
[3]太陽(yáng)能集熱器熱性能研究[D]. 劉建波.蘭州理工大學(xué) 2014
[4]塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電鏡場(chǎng)的優(yōu)化與仿真研究[D]. 丁婷婷.南京師范大學(xué) 2013
[5]塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)集成及性能優(yōu)化[D]. 宿建峰.中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2008
[6]塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站鏡場(chǎng)和CPC及屋頂CPV設(shè)計(jì)研究[D]. 郭蘇.河海大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3344277