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基于菲涅尔透镜与抛物面反射镜光伏系统设计

2016-01-13王娅妮,刘建胜

电子科技 2015年12期

基于菲涅尔透镜与抛物面反射镜光伏系统设计

王娅妮,刘建胜

(北京航空航天大学 电子信息工程学院,北京100191)

摘要在菲涅尔透镜具有聚光特性的基础上,提出一种同时利用抛物面反射镜焦点发出的光线可反射成平行光的特性混合式聚光光伏系统。利用Zemax软件,对整个聚光光伏系统进行仿真并得到初步仿真数据,参考仿真结果对聚光系统进行改进优化,提高了光能吸收率和有效几何聚光比,同时降低了系统实现成本提高了实用性。

关键词菲涅尔透镜;抛物面反射镜;Zemax;光能吸收率;有效几何聚光比

收稿日期:2015-04-28

作者简介:王娅妮(1990—),女,硕士研究生。研究方向:光学系统与光电通信。E-mail:353802164@qq.com

doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2015.12.003

中图分类号TK513.1文献标识码A

Hybrid Concentrating Photovoltaic System Based on Fresnel Lens and Parabolic Reflector

WANG Yani,LIU Jiansheng

(School of Electronic Information Engineering,Beijing University of

Aeronautics and Astronautics,Beijing 100191,China)

AbstractA hybrid concentrating photovoltaic system is proposed on the basis of Fresnel lens,which has the converging characteristic to get the light collected to a point.The system uses the parabolic reflector to get parallel light simultaneously.The parallel light is obtained by a point light source reflecting through parabolic reflector,and the point light should be placed on the focus of the parabolic reflector.Preliminary simulation data of the entire concentrating photovoltaic system will be obtained by Zemax.Then the condenser system can be optimized and improved in reference to the simulation results.The comparative analysis shows that the improved system achieves a higher collection efficiency and better utilization.

KeywordsFresnel lens;parabolic;reflector;Zemax;energy collection efficiency;effective geometric concentration ratio

太阳能是取之不尽、用之不竭的可再生能源,现今世界各国都在通过研究聚光光伏系统利用太阳能解决能源短缺问题。聚光光伏系统利用聚光器将一定面积上的太阳光汇聚到极小的区域上,通过对太阳能的集中进行进一步利用;提高聚光效率、降低系统成本成为了需解决的首要问题。传统的聚光器分为折射式聚光器、反射式聚光器以及混合式聚光器等[1];折射式聚光是使用一个光学透镜,使入射光聚焦到太阳能电池上从而增大照射面积[2];折射式聚光器的典型代表即为菲涅尔透镜,因其高透光率、高汇聚比、便于加工且大规模使用,抛物面反射镜则常用于反射式聚光器。本文根据菲涅尔透镜的聚光特性与抛物面反射镜的反射特性设计了一种新型混合式聚光系统。……

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