菲涅爾太陽(yáng)能聚光器研究

【摘要】： 太陽(yáng)能清潔無(wú)污染、儲(chǔ)量巨大、可持續(xù)利用,是重要的可再生能源。由于太陽(yáng)能存在能流密度低、間歇性以及空間分布不均勻等缺點(diǎn),因此提高太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的效率,降低發(fā)電成本仍是目前太陽(yáng)能應(yīng)用中面臨的主要問(wèn)題。太陽(yáng)能聚光光伏發(fā)電技術(shù),利用光學(xué)聚光組件提高入射到太陽(yáng)能電池表面的光能量密度,可以減少系統(tǒng)中昂貴太陽(yáng)能電池的使用,并可大幅度提高系統(tǒng)整體轉(zhuǎn)換效率,是降低發(fā)電成本提高發(fā)電效率的有效途徑,而太陽(yáng)能聚光器是聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)的重要組件之一,對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)研究具有重要的應(yīng)用價(jià)值。 論文首先研究了菲涅耳太陽(yáng)能聚光器(菲涅爾透鏡)的設(shè)計(jì)方法,給出了統(tǒng)一設(shè)計(jì)公式的簡(jiǎn)略推導(dǎo)過(guò)程,獲得了菲涅爾透鏡的通用設(shè)計(jì)公式；根據(jù)菲涅爾透鏡的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分析了菲涅爾聚光器的光學(xué)損失機(jī)理和影響太陽(yáng)能聚光器光學(xué)效率的因素；采用Pro/E三維參數(shù)化建模技術(shù)與Tracepro光學(xué)軟件,對(duì)不同采集面上菲涅爾聚光器的光斑能量分布進(jìn)行了光學(xué)仿真,研究表明通常設(shè)計(jì)的菲涅爾透鏡均存在光斑能量分布不均勻,影響太陽(yáng)能聚光電池發(fā)電效率的問(wèn)題；針對(duì)該問(wèn)題,論文提出了通過(guò)設(shè)計(jì)多焦點(diǎn)透鏡結(jié)構(gòu)和采用二次光學(xué)鏡兩種實(shí)現(xiàn)焦斑能量分布均勻化的方法,并通過(guò)光學(xué)仿真對(duì)兩種方案能量均化程度和相對(duì)于發(fā)電系統(tǒng)的容差定性進(jìn)行了對(duì)比分析,比較了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。 為了評(píng)定聚光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案以及仿真分析的準(zhǔn)確性,論文對(duì)聚光系統(tǒng)光學(xué)效率測(cè)試方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,分析了初步的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),結(jié)果表明論文中提出的方案設(shè)計(jì)是可行性的。 【關(guān)鍵詞】：菲涅爾 光學(xué)仿真 高倍聚焦 焦斑均化
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TK51
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題研究的背景和意義9-10
• 1.2 菲涅爾聚光器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 菲涅爾聚光器的分類10-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況11-13
• 1.3 論文研究的主要內(nèi)容及論文安排13-14
• 第2章 菲涅爾聚光器設(shè)計(jì)方法研究14-23
• 2.1 菲涅爾聚光器的光學(xué)原理14-15
• 2.2 菲涅爾透鏡一般設(shè)計(jì)方法15-20
• 2.2.1 楞高度角計(jì)算方法15-17
• 2.2.2 楞高計(jì)算方法17-19
• 2.2.3 菲涅爾透鏡的一般設(shè)計(jì)公式19-20
• 2.3 算例結(jié)果與分析20-23
• 第3章 菲涅爾聚光器的光學(xué)效率23-30
• 3.1 菲涅爾透鏡反射損失以及吸收損失23-26
• 3.2 菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)性損失以及加工工藝損失26-28
• 3.3 不同結(jié)構(gòu)菲涅爾聚光透鏡光學(xué)效率的比較28-30
• 第4章 聚光焦斑能量分布30-41
• 4.1 太陽(yáng)光譜及聚光器件材料模擬30-33
• 4.1.1 太陽(yáng)光譜模擬30-31
• 4.1.2 聚光器件材料性能模擬31-33
• 4.2 菲涅爾透鏡單環(huán)能量分布特點(diǎn)33-37
• 4.2.1 單環(huán)單色光焦斑大小計(jì)算33-35
• 4.2.2 單環(huán)焦斑大小計(jì)算35-36
• 4.2.3 菲涅爾透鏡最小光斑計(jì)算36-37
• 4.3 Pro/E參數(shù)化建模以及Tracepro光學(xué)仿真37-38
• 4.3.1 Pro/E參數(shù)化建模37-38
• 4.3.2 Tracepro光學(xué)仿真38
• 4.4 菲涅爾聚光器光學(xué)仿真38-41
• 第5章 焦斑能量均勻化41-55
• 5.1 均勻化透鏡設(shè)計(jì)41-48
• 5.1.1 均勻化透鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化41-47
• 5.1.2 均勻化平面楞型朝內(nèi)菲涅爾透鏡效率分析47-48
• 5.2 均化二次鏡設(shè)計(jì)48-53
• 5.2.1 均化二次鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)49-51
• 5.2.2 均化二次鏡效率分析51-53
• 5.3 容差分析53-55
• 第6章 應(yīng)用實(shí)驗(yàn)分析55-61
• 6.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建立55-56
• 6.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集56-58
• 6.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析58-61
• 第7章 結(jié)論及展望61-62
• 7.1 全文總結(jié)61
• 7.2 后續(xù)研究和展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 致謝65-66
• 附錄 作者研究生期間發(fā)表論文及學(xué)術(shù)活動(dòng)66

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來(lái)了解更多相關(guān)內(nèi)容

聚光型粗細(xì)調(diào)互補(bǔ)陽(yáng)光信號(hào)采集器的研制    寧鐸;吳濤;黃建兵;金巖;張永佳;張劍莉;

新思路 新征途——塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)聚光瞄準(zhǔn)裝置解析    郭洋;

    

    

    

    

    

    

    

    

基于連續(xù)相位變化的毫米波衍射天線技術(shù)研究    陳鑫;余川;潘文武;

基于均分配焦橢流線法的LED勻光管菲涅爾反射器設(shè)計(jì)    張航;

帶跟蹤系統(tǒng)的太陽(yáng)能加熱裝置促進(jìn)沼氣生產(chǎn)的研究(英文)    Hassanein A A M;張鐸;邱凌;

平面波準(zhǔn)光功分網(wǎng)絡(luò)仿真設(shè)計(jì)    李光;黃建;

制冷空調(diào)專業(yè)發(fā)展與新能源利用技術(shù)教育    秦紅;柯秀芳;張國(guó)慶;王長(zhǎng)宏;

二次光學(xué)元件應(yīng)用在LED上的設(shè)計(jì)方法    陳怡永;顧乃倫;陳冠宇;黃忠偉;

線聚光菲涅耳集熱器的端部損失與補(bǔ)償    浦紹選;夏朝鳳;

南京地區(qū)電離層不規(guī)則體漂移速度的初步估計(jì)    楊升高;方涵先;翁利斌;汪四成;徐振中;

I-III-VI族熒光納米晶的制備、性質(zhì)及其應(yīng)用研究    鐘海政;陳冰昆;鄒炳鎖;

部分相干電磁拉蓋爾-高斯光束在湍流中傳輸時(shí)偏振度和光譜相干度的變化    屈軍;鐘燕麗;石建平;崔執(zhí)鳳;

首諾公司特殊材料適應(yīng)各種工況    趙爽

我國(guó)光熱發(fā)電技術(shù)實(shí)現(xiàn)國(guó)際輸出    CNE記者 霍麗文 行云

太陽(yáng)能發(fā)電新工藝可同時(shí)利用光和熱    記者 常麗君

亞洲最大兆瓦級(jí)太陽(yáng)能熱發(fā)電站開(kāi)工    記者 朱代軍　通訊員 崔黃婷

國(guó)電基業(yè)聚光太陽(yáng)能電池項(xiàng)目落戶龍棲灣    記者 劉丹東

錦州龍棲灣千億光伏產(chǎn)業(yè)“長(zhǎng)”勢(shì)喜人    張進(jìn)　本報(bào)記者 寧旭

16個(gè)大項(xiàng)目擎起龍棲灣“千億”光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模    張進(jìn) 王忠政 本報(bào)記者 馮保良

省首批戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)項(xiàng)目確定    記者 德林　通訊員 福君 昌春

我市5項(xiàng)目列入中央預(yù)算    記者 王賀　通訊員 汝勇 梅生

槽式發(fā)電或?yàn)楣鉄峒夹g(shù)首選    CNE記者 霍麗文

基于受激拉曼散射效應(yīng)的窄帶GaAs太赫茲輻射源及新型太赫茲探測(cè)技術(shù)的理論研究    王卓

用IWOP技術(shù)和糾纏態(tài)表象發(fā)展量子相空間理論    呂翠紅

復(fù)雜地表模型菲涅爾體層析反演靜校正方法研究    李軍

高斯相關(guān)隨機(jī)表面光散射散斑場(chǎng)的相位奇異    劉曼

菲涅爾太陽(yáng)能聚光器研究    吳賀利

菲涅爾數(shù)字全息成像技術(shù)研究    曾凌

5kW點(diǎn)聚焦太陽(yáng)能斯特林發(fā)電系統(tǒng)的性能分析    高瑤

線性菲涅爾反射式太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)研究    宋固

三維計(jì)算全息顯示技術(shù)的研究    張未冬

光學(xué)衍射場(chǎng)的計(jì)算與研究    付玲

太陽(yáng)能菲涅爾線聚焦集熱器與中溫蓄熱裝置研究    陳宇

光學(xué)實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)的構(gòu)建    趙盾

基于matlab的數(shù)字顯微全息像的再現(xiàn)    張楠

點(diǎn)衍射干涉儀中小孔尺寸對(duì)衍射光強(qiáng)分布影響的研究    褚光