【摘要】：隨著傳統(tǒng)能源瀕臨枯竭，新型能源的開發(fā)成了近年來能源行業(yè)的一大熱點。太陽能以綠色環(huán)保、取之不盡、易于開發(fā)利用等諸多優(yōu)點在新型能源開發(fā)中占據(jù)了重要的一席之地。針對太陽能能流密度低而設(shè)計的各種太陽能聚光器應(yīng)運而生。目前太陽能聚光器主要包括兩種。第一種是跟蹤式聚光器，即設(shè)計同步跟蹤系統(tǒng)追蹤太陽方向來進行聚光；另一種是免跟蹤式聚光器，主要是利用各種結(jié)構(gòu)對光線折射和反射來適應(yīng)大范圍偏轉(zhuǎn)的太陽光角度，從而達到聚光目的。本論文主要研究了一種免跟蹤低聚光反射型聚光器，用拋物面拼接法、角度平衡法等方法設(shè)計出自由曲面反射面來進行聚光。 為簡化設(shè)計過程而又能達到收集光線的目的，將前反射面直接設(shè)計為拋物面，利用太陽光角度變大會導(dǎo)致光線經(jīng)前反射面反射的聚光彌散斑下移的特點，逐步設(shè)計出多個拋物面拼接成后反射面以達到對各角度入射的光線都能夠聚光的效果，并驗證了聚光器結(jié)構(gòu)設(shè)計的可行性。針對拋物面拼接法程序編寫復(fù)雜、優(yōu)化設(shè)計困難等問題提出了角度平衡法，將后反射面細分成數(shù)千個單元，將每個單元針對不同太陽光角度設(shè)計出多種選擇，再用光線統(tǒng)計方法來計算出聚光效率最高的單元面型。不斷重復(fù)從而得到完整的后反射面點集。仿真結(jié)果顯示出設(shè)計方法的有效性。 為配合工藝要求，對自由曲面反射面進行了再設(shè)計。根據(jù)角度平衡法得到的面型點集，在二階Bézier擬合的基礎(chǔ)上，升階以達到曲線一階導(dǎo)數(shù)連續(xù)的節(jié)點線性要求。最后采用B樣條方法進行擬合，利用B樣條的局部支柱性，簡化了曲面的局部修改。仿真結(jié)果證明設(shè)計方法是可行的。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TK513.1
【圖文】：

當(dāng)然，免跟蹤的聚光器必須要在一定程度上能夠承受太陽方位角的偏，以折射各個角度的太陽光，使其均能成功地進入太陽能接收器中。圖 1.2 是個免跟蹤折射式太陽能聚光器，采用 5 片菲涅爾透鏡陣列構(gòu)成一個類球形，將陽能接收器置于球心。該設(shè)計可以讓太陽光在方位角從 60°到+60°變化的情況，聚光裝置一直保持較好的聚光效能[10]。

當(dāng)然，免跟蹤的聚光器必須要在一定程度上能夠承受太陽方位角的偏，以折射各個角度的太陽光，使其均能成功地進入太陽能接收器中。圖 1.2 是個免跟蹤折射式太陽能聚光器，采用 5 片菲涅爾透鏡陣列構(gòu)成一個類球形，將陽能接收器置于球心。該設(shè)計可以讓太陽光在方位角從 60°到+60°變化的情況，聚光裝置一直保持較好的聚光效能[10]。

1.3 Gellert 等人發(fā)明的反射式聚光電科技股份有限公司的需，相比其他聚光器有一些顯它可以利用光波導(dǎo)來對太陽受太陽光效率極低，擁有很于大范圍普及。，它沒有自動跟蹤裝置，結(jié)必須要配備自動控制系統(tǒng)或費資源，昂貴的價格也將是蹤聚光器，是從幾何光學(xué)原陽能接收器中，造價極低，，可做成扁平型，易于維護而一般來說其透鏡要求較薄較大才能保證較多的進光。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2782742