聚光太陽(yáng)能系統(tǒng),簡(jiǎn)稱CSP（Concentrated Solar Power）,利用光學(xué)反射/透射鏡將大面積太陽(yáng)輻射能量匯聚在較小的范圍,達(dá)到在小面積接收高密度能量的目的。從能量轉(zhuǎn)換過(guò)程上看,CSP系統(tǒng)由太陽(yáng)能聚集、傳輸、轉(zhuǎn)換三個(gè)環(huán)節(jié)組成,三者共同決定了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的效能和轉(zhuǎn)化效率。太陽(yáng)能聚集器作為實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能高溫利用和聚光光伏發(fā)電（Concentrated Photovoltaic,CPV）的核心組成部分,其型面結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)跟蹤調(diào)節(jié)性能對(duì)太陽(yáng)能的聚集能流密度分布、光-熱或光電轉(zhuǎn)換效率以及整個(gè)能量轉(zhuǎn)換利用系統(tǒng)的性能、技術(shù)可實(shí)現(xiàn)性以及成本都有重要影響。隨著空間太陽(yáng)能利用技術(shù)的發(fā)展,對(duì)空間相對(duì)動(dòng)態(tài)條件下的太陽(yáng)能聚集系統(tǒng)設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)調(diào)控技術(shù)提出了迫切需求。本文基于非成像光學(xué)理論、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)及自由曲面光學(xué)的相關(guān)理念設(shè)計(jì)方法,構(gòu)建了適用于聚光太陽(yáng)能利用的幾何反問(wèn)題求解體系。從二維自由曲面反問(wèn)題出發(fā),提出多種離散面形點(diǎn)的幾何構(gòu)造方法,獲得針對(duì)太陽(yáng)能利用系統(tǒng)的三維空間面型設(shè)計(jì)方法,該模型采用偏斜光線矢量傳輸原理、發(fā)射源-目標(biāo)能量映射、加速蒙特卡洛射線蹤跡、累積反饋迭代優(yōu)化等先進(jìn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了任意目標(biāo)接收面能流... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

基于剪裁法設(shè)計(jì)的光學(xué)透鏡及其照明分布

圖 1-4 發(fā)射-目標(biāo)面能量網(wǎng)格映射關(guān)系及其生成曲面[49, 50]g. 1-4 Source-target mapping relationship of energy grids and the generated surf網(wǎng)絡(luò)映射直接求解的實(shí)現(xiàn)方式較為困難，因此一些學(xué)者提出了華大學(xué) L. Wang 在 2007 年指出目標(biāo)-接收面之間的能量映射是一的關(guān)系[51]，基于斯涅爾定律對(duì)能量映射矢量進(jìn)行不斷修正，設(shè)連續(xù)的自由曲面；華中科技大學(xué) K. Wang 采用變量可分離的映用擴(kuò)展光源的 LED 照明系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，期間根據(jù)目標(biāo)接收照度

等方面都具有廣泛應(yīng)用前景。如圖1-5和1-6對(duì)比了傳統(tǒng)路燈和采用自由曲面LED路燈的照明光斑情況[31]。可以明顯發(fā)現(xiàn)，普通的路燈照明光斑呈現(xiàn)圓形和中間亮、外邊緣暗的高斯分布，在道路外側(cè)的部分光能沒(méi)有得到利用，造成了不必要的浪費(fèi)；相反，采用自由曲面技術(shù)的路燈光斑呈現(xiàn)矩形分布，完全同道路形狀相吻合，能夠明顯減少路燈使用數(shù)量，且具有照度分布均勻、效率高的特點(diǎn)[76]。圖 1-5 傳統(tǒng)路燈照明光斑[31]Fig. 1-5 Illumination light spot by traditional street lamp

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3458103