太阳雨太阳能集团有限公司 ■ 陶涛 张景珊 李豪举 张正 宋德胜

一 引言

随着太阳能聚光系统的发展，其几何形式越来越复杂。为了更好地设计太阳能聚光系统，用光线跟踪法对其内部光线分布进行分析是非常必要的。进行光线跟踪分析的方法很多，例如根据聚光系统设计公式求出其形面上各点的坐标。将各点坐标导入AutoCAD中，得到聚光系统形面图。在AutoCAD中，根据给定的入射角画出入射光线，它们与聚光系统形面的交点即入射点；在入射点处画出法线；根据镜面反射定律，画出该入射光线的反射光线[1]。虽然该方法较为实用、精确，但是步骤较繁琐。随着计算机的快速发展，利用计算机进行光线跟踪分析已经开始广泛应用。

二 光学解析软件

在光学系统建模中通过配置光源和评价面中的接收器，设定光源的形状和位置、发光强度、配光分布和光谱分布等；并且设定所建光学模型材质(折射率、吸收特性等)、表面特性(透射率、反射率)等属性，便能正确进行光线追踪。

光学解析运算采用蒙特卡洛法，为了满足光源中设定的特性，随机射出光线，每束光线发出时都拥有一定量的能量，能量的多少由光源的特性决定；随机光束射入聚光系统后，结合模型中的光学特性(物理特性)，跟踪每束光束在系统内的传播。当其到达某表面时，光线的吸收与反射是随机过程，并由根据该表面的反射性质建立的相应的概率模型确定其结果，若被该表面吸收，则停止跟踪该束光线；……