菲涅尔太阳能聚光器研究

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1、菲涅尔太阳能聚光器研究（申请工学硕士学位论文）菲涅尔太阳能聚光器研究吴贺利武汉理工大学培养单位:机电工程学院学科专业：机械电子工程研究生：吴贺利指导教师：李鹏副教授2010年4月独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即：学校有权保留

2、并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）:导师（签名）:日期分类号学校代码10497UDC学号104972070921擒牍TfZ衣写学位论文题目菲涅尔太阳能聚光器研究英文题目TheResearchofFresnelConcentratorforHCPV研究生姓名吴贺利指导教师姓名职称副教授学位博士

3、单位名称武汉理工大学机电学院邮编430070申请学位级别硕士学科专业名称机械电子工程论文提交日期2010.4论文答辩日期2010.5学位授予单位武汉理工大学学位授予日期2010.7答辩委员会主席评阅人2010年4月摘要太阳能清洁无污染、储量巨大、可持续利用，是重要的可再牛能源。由于太阳能存在能流密度低、间歇性以及空间分布不均匀等缺点，因此提高太阳能发电系统的效率，降低发电成木仍是目前太阳能应用中面临的主要问题。太阳能聚光光伏发电技术，利用光学聚光组件提高入射到太阳能电池表面的光能量密度，可以减少系统中昂贵太阳能电池的使用，并可大幅度提高系统整体转换效率，是降低发电成木提高发电效率的有效途径，而

4、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。论文首先研究了菲涅耳太阳能聚光器（菲涅尔透镜）的设计方法，给出了统一设计公式的简略推导过程，获得了菲涅尔透镜的通用设计公式；根据菲涅尔透镜的结构特点，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；采用Pro/E三维参数化建模技术与Tracepro光学软件，对不同采集面上菲涅尔聚光器的光斑能量分布进行了光学仿真，研究表明通常设计的菲涅尔透镜均存在光斑能量分布不均匀，影响太阳能聚光电池发电效率的问题;针对该问题，论文提出了通过设计多焦点透镜结构和采用二次光学镜两种实现焦斑能量分布均匀化的方法，并通

5、过光学仿真对两种方案能量均化程度和相对于发电系统的容差定性进行了对比分析，比较了各自的优缺点。为了评定聚光系统的设计方案以及仿真分析的准确性，论文对聚光系统光学效率测试方法进行了实验研究，分析了初步的实验数据，结果表明论文中提出的方案设计是可行性的。关键词：菲涅尔，光学仿真，高倍聚焦，焦斑均化AbstractSolarenergyiscleanandpollution-free,sustainableuseandtheadvantagesoflargereserves,butthecurrentenergycrisisaswellastraditionalenergysourcesadvers

6、eimpactontheenvironment,solarenergybecauseofitssuperiorcharacteristicsofanationalracetostudyandexplorethehot-spot.Similarly,solarpowerexistsshortcomingsaslowfluxdensity,thespatialdistributionofintermittentchangesarenotuniformanduncertaintyetc,soit'sessentialtoimprovesolarpowersystemlowefficiencyandr

7、educethecostofapplicationofsolarpowergeneration.SolarHighConcentratorPhotovoltaic(HCPV)istoreducethecostofelectricitygenerationtoimprovepowergenerationefficiencyisaneffectiveway.Focusonelectricitygene