菲涅尔透镜聚光性能分析

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1、致谢转眼间，三年的硕士生活即将结束。回顾这三年走过的历程，生活和学习中的点滴经历和收获深深的留在我的心底。本论文的实验研究工作是在董前民副教授的悉心指导下完成的,首先要感谢董老师在我研究生这三年中对我学习、生活等诸多方面的指导和关怀，让我在这三年中不断成长，不断进步，不断突破。董老师渊博的知识、严谨的处事作风、宽广的交际面、敏锐的科研洞察力和忘我的科研精神都给我留下了深刻的印象，这些宝贵的无形财富将激励我在自己的人生道路上不断努力、不断前进。在此向董老师致以最衷心地感谢，因为此次课题取得的点滴进展与董老师的指导和启发密不可分。同时还要衷心地感谢梁培老师，在我硕士阶段的学习、生活上都

2、得到了梁老师莫大的关心和帮助；感谢王乐老师、李晓艳老师，陈亮老师他们给予我的关心和热情的帮助；感谢实验室的同学们，寝室的室友们，他们在学习上给予我热心帮助，在生活上带给我快乐，这份美好的回忆将永生难忘。最后我要深深地感谢我的父母、亲戚和朋友给予我的支持。父母的无私关爱和期盼是我这么多年的精神支柱，这将激励着我向人生的更高目标奋进。陈志明2013.6菲涅尔透镜聚光性能研究摘要：太阳能以其绿色环保，取之不尽用之不竭的特点，成了全世界各国争相开发的新能源。菲涅尔透镜具有成本低、重量轻等特点，在聚光光伏系统中得到了广泛的应用。目前菲涅尔透镜在实际应用中还存在很多问题，比如聚光效率偏低；聚光

3、光斑能量分布不均匀，这些问题都将直接影响菲涅尔透镜的聚光性能。为此本文设计和搭建一套菲涅尔透镜聚光性能测试系统，并通过软件模拟和实验测试对菲涅尔透镜聚光性能进行研究。本文的主要内容有：首先，通过光学软件TracePro研究菲涅尔透镜的环距、焦距边长比和入射角对菲涅尔透镜聚光性能的影响；选取直径为180mm、焦距为270mm、环距为0.5mm、厚度为2mm的菲涅尔透镜进行建模，并在此基础上通过软件的光线追迹功能对菲涅尔透镜在不同位置处的聚光性能进行模拟。通过模拟结果分析单焦点菲涅尔透镜在不同位置处的聚光比，聚光效率和光斑均匀度；其次，设计一套菲涅尔透镜聚光性能测试系统，主要LED光源

4、、电控移动平台、硅探测器、数据采集卡和PC机；Labview软件主要用于测试数据的采集和处理；最后，利用搭建好的测试系统对直径为180mm、焦距为270mm、环距为0.5mm、厚度为2mm的菲涅尔透镜进行实验测试。通过实验数据分析单焦点菲涅尔透镜在实际应用中不同位置处的聚光比，聚光效率和光斑均匀度，并比较模拟和实验数据的结果，从而指导改进菲涅尔透镜的结构设计，进一步提高菲涅尔透镜的聚光性能。关键词：菲涅尔透镜；聚光性能；聚光比；聚光效率；光斑均匀度；Labview分类号：TP311.1;O439;UDC:62IStudyonConcentrationPerformanceofFre

5、snellensAbstract：Solarenergyhasbecomethenewdevelopingenergyinmanycountrieswithcharacteristicsofnon-pollutionandexhaustless.Theconcentratingphotovoltaictechnologyhasbecomeoneofthesolarenergyutilizationtechnologies.Fresnellenshasbeenwidelyusedinconcentratingphotovoltaicsystemwiththecharacteristi

6、cofcheapandlight.ButtherestillpresentalotofissuesaboutFresnellens,suchaslowconcentration-efficiencyandthenon-uniformityofconcentrationspotenergydistribution,affecttheconcentrationperformanceofFresnellens.ThusthisarticlehasdesignedandconstructedaconcentratingperformancetestingsystemofFresnellen

7、sandresearchedtheconcentrationperformancethroughsoftwaresimulationandexperiment.Themaincontentofthisarticleisincluded:First,researchedtheinfluenceofFresnelconcentrationperformancebyringspace,f/#andincidenceangle,modeledthesimulationsyst