太陽能是21世紀最有潛力的能源，作為一種最有效利用太陽能的技術(shù)，太陽能聚光型光伏系統(tǒng)成為全世界各國研究的熱點。目前聚光型光伏系統(tǒng)還存在很多問題，比如聚光光斑強度分布不均勻，在太陽能電池表面形成熱斑效應(yīng)；接收角偏小，不能與跟蹤器精確匹配；這些問題都將導(dǎo)致光伏系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換效率降低。為提高聚光型光伏系統(tǒng)的光斑均勻度和增大接收太陽光的角度，本文設(shè)計了一種聚光光學(xué)系統(tǒng)，由主聚光器—環(huán)面焦斑菲涅爾聚光器和二次聚光器—全反射勻光漏斗組成，并對此聚光光學(xué)系統(tǒng)進行了深入的理論研究，建立了較為完善的系統(tǒng)理論模型。首先，研究了環(huán)面焦斑菲涅爾聚光器實現(xiàn)均勻聚光的原理，推導(dǎo)了環(huán)面焦斑菲涅爾聚光器的統(tǒng)一設(shè)計公式。通過Matlab軟件分析F/#（F數(shù)）與光學(xué)效率的關(guān)系、Tracepro軟件仿真光斑照度，結(jié)果表明：環(huán)面聚焦菲涅爾透鏡各環(huán)的棱深度小于普通點聚焦菲涅爾透鏡各環(huán)的棱深度；環(huán)面焦斑菲涅爾聚光器具有更高的光能利用率和光斑均勻性；環(huán)面焦斑菲涅耳聚光器的光斑均勻性，隨著F/#的增大而增大，隨著幾何聚光比的增大而減��；隨著接受角度的增大，環(huán)面焦斑菲涅爾聚光器的光斑均勻度和光學(xué)效率都逐漸降低。其次，利用邊緣光線原理和... 

【文章來源】：中國計量大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

聚光光伏發(fā)電站

圖 3 . 2 第 i 棱 透鏡 局部 圖在 透鏡 的 平面 一 側(cè) 時， 聚 光器 第 i 環(huán)圓 心， r i為半 徑 的 圓上 。 由圖 3 . 1得 知 s i n s i ni in θ θ′= Lt an 2iiiuf k= R t an i ik = × θi i iu θ θ′= ir Rr iR = Li i i= x r

中國 計 量學(xué) 院 碩士 學(xué) 位論 文 環(huán)透 鏡 光 軸與 聚 光 器光 軸 的 距離 ， R 為聚 光 器半 口 徑 ，r 為 焦 斑半 徑 。 根據(jù) 公 式 (3 - 1 ) -( 3 -8 ) ，可 計 算 出透 鏡 每 一環(huán) 的 特 征參 數(shù) ki。文中 環(huán) 面焦 斑 菲 涅爾 聚 光器 的 參數(shù) 設(shè) 計 為： 大 口徑 4 0 0m m[ 63 ]，焦 斑半 徑 20 m m ，f / 0 .8 ， 厚 度 3 m m， 環(huán) 距 1 m m， P M M A材 料， 折 射率 是1 . 49 （ 理論 上 該 種 材料 的 透 光率 可 以達 到 9 0％ 以 上 [ 64 ]）， 平板 型 楞朝 內(nèi) 的 菲涅 爾 透鏡 。分 析 此 環(huán) 面焦 斑 菲 涅爾 聚 光 器的 棱 高 ， 并對 比 相 同參 數(shù) 下 點 聚焦 菲 涅 爾聚 光 器 的棱 高 ， 如圖 3 . 3所 示 。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于平板型導(dǎo)光板的太陽能聚光系統(tǒng)[J]. 郝雯雯,余桂英,胡興.  激光與光電子學(xué)進展. 2012(08)
[2]全平面鏡線反射太陽聚光器的光學(xué)設(shè)計[J]. 浦紹選,夏朝鳳.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2011(12)
[3]非成像光學(xué)應(yīng)用于LED照明的研究[J]. 李澄,李農(nóng).  照明工程學(xué)報. 2011(05)
[4]5kW太陽模擬器與斯特林發(fā)動機吸熱器的輻射換熱特性研究[J]. 杜景龍,唐大偉,李志剛.  工程熱物理學(xué)報. 2011(06)
[5]太陽能熱發(fā)電聚光系統(tǒng)的研究進展[J]. 韓雪冰,魏秀東,盧振武,吳宏圣,郭邦輝,楊洪波.  中國光學(xué). 2011(03)
[6]1000倍聚光的光伏聚光器的非成像設(shè)計[J]. 趙清亮,陳俊云,吳曉光,胡宜寧.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2011(05)
[7]平板型玻璃鏡反射太陽能聚光光伏系統(tǒng)的實驗研究[J]. 胡芃,張謙,王剛,劉陽,陳則韶,程曉舫.  工程熱物理學(xué)報. 2011(05)
[8]聚光光伏電池及系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀[J]. 王一平,李文波,朱麗,韓新月,方振雷.  太陽能學(xué)報. 2011(03)
[9]曲面聚光太陽電池組件研究[J]. 周改改,薛鈺芝,劉帥.  太陽能. 2010(08)
[10]分布式焦點法線聚焦菲涅耳聚光器設(shè)計及性能分析[J]. 李望,徐熙平,宋賀倫,茹占強,盧鑫,張國玉,張耀輝.  紅外與激光工程. 2010(04)

博士論文
[1]基于非成像原理的菲涅耳光伏聚光系統(tǒng)的研究[D]. 趙會富.中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所） 2012
[2]太陽能聚光器聚焦光斑能流密度分布的理論與實驗研究[D]. 劉穎.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008

碩士論文
[1]菲涅爾透鏡及復(fù)合拋物面聚光器的設(shè)計與研究[D]. 姜磊.吉林大學(xué) 2011
[2]菲涅爾太陽能聚光器研究[D]. 吳賀利.武漢理工大學(xué) 2010
[3]聚光光伏發(fā)電光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計研究[D]. 林海浩.浙江工業(yè)大學(xué) 2009
[4]非成像光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計方法及其在LED道路照明工程中的應(yīng)用[D]. 黃健.浙江大學(xué) 2008
[5]復(fù)合拋物面聚光型太陽能電熱聯(lián)用系統(tǒng)性能實驗[D]. 王科.重慶大學(xué) 2008



本文編號：3019713