菲涅尔太阳能聚光器系统的研究

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1、菲涅尔太阳能聚光器系统的研究毕业设计说明书菲涅尔太阳能聚光器系统的研究学生姓名：学号:学院：专业：指导教师：2012年6月清华大学2012届毕业论文菲涅尔太阳能聚光器系统的研究摘要在能源紧缺、生态破坏的现代社会，开发新能源和可再生能源己成为各国重要的发展和研究方向。太阳能是一种分布广泛、储量丰富、取之不尽用之不竭的重要的可再生能源。太阳能发电技术FI益成熟，在我国不少地区都装有太阳能发电装置。但由于种种因素，如太阳能存在空I'可分布不均匀、能流密度低、具有I'可歇性等的缺点，使得太阳能电池成本很高，太阳能的利用效率和发电效率低，造成能源浪费，这就要求我们进

2、一步研究如何更好的利用太阳能资源。太阳能聚光光伏发电技术，是利用光学聚光组件提高入射到太阳能电池表面的光的能量密度。这可以减少系统屮昂贵太阳能电池的使用，并可大幅度提高系统整体的能量转换效率。因此，聚光光伏发电技术是降低发电成本并提高发电效率的有效途径。而太阳能聚光器是聚光光伏发电系统的重要组件之一，对其进行系统研究具有重要的应用价值。菲涅尔太阳能聚光器正是处在这一领域展前沿的一种可进一步开发研究的新技术。本论文首先研究了太阳能光伏发电的原理以及相关技术；然后通过从弧形基面这一最一般情况推导出了菲涅耳太阳能聚光器的一般设计公式，从而得到了菲涅耳太阳能聚光器

3、（菲涅尔透镜）的设计方法，并从理论上分析了菲涅耳太阳能聚光器的系统性能，研究了菲涅尔透镜的结构特点，简单分析了菲涅尔聚光器的光学损失机理和影响太阳能聚光器光学效率的因素——聚焦焦斑，并简单介绍了解决方法；最后以平面楞形朝外的菲涅耳聚光器为例，用Zemax软件进行了光学仿真，并对其结果进行对比分析总结。综上所述，菲涅尔太阳能聚光器可以有效的聚集太阳能，提高太阳能利用率，降低生产成本，有较大的发展前景。关键词：太阳能，光伏发电，菲涅尔透镜，聚光器第I页共III页清华大学2012届毕业论文FresnelsolarconcentratorsystemAbstrac

4、tThedevelopmentofnewenergyandrenewableenergyhasbecomeimportantnationaldevelopmentsandresearchesinmodernsocietywithenergyshortagesandecologicaldestruction.Solarenergyisakindofwidespread,abundant,inexhaustible,renewableenergy.Assolarpowergenerationtechnologybecomesmoresophisticated,

5、inmanyareasofChinasolarpowerinstallationsareequipped・however,therearemanyfactors,suchassolarenergyhasdisadvantagesofunevenspatialdistribution,low-energyfluxdensityandintermittent,resultinginhighcostofmakingsolarbatteryandlowefficiencyofsolarenergyutilizationandpowergeneration,whic

6、hrequiresustofurtherstudyhowtomakebetteruseofsolarenergyresources・Solarconcentratorphotovoltaictechnology,whichusestheopticalcondensercomponentstoincreaseenergydensityoflightuponthesurfaceofthesolarbattery,canreducetheuseofexpensivesolarbatteryandsignificantlyimprovetheenergyconve

7、rsionefficiencyofthewholesystem・Thus,concentratorphotovoltaicpowergenerationtechnologyiseffectivetoreducethecostofpowergenerationandtoimprovepowergenerationefficiency.Thesystematicresearchofsolarconcentratorhasimportantpracticalvalueforit'soneoftheimportantcomponentsoftheconcentra

8、torphotovoltaicpowergenerationsys